Методы литья

История художественного литья

Документально подтверждено, что художественное литьё было развито много тысяч лет назад. В Египте найдены скульптуры, отлитые из бронзы, датирующиеся 3-им тысячелетием до нашей эры, в Китае — 2-м тысячелетием до нашей эры. Также художественное литьё широко использовалось в Древней Греции и в Древнем Риме. Пик художественного литья из бронзы пришёлся на 17-XVIII век в Западной Европе, когда любой более-менее богатый человек желал увековечить себя в статуях и эпических композициях.

На Руси художественное литьё было развито с 11 века, когда отлив колоколов стал искусством. В 16-17 веках в России появились замечательные мастера-литейщики (Чохов, Дубинин,Моторины), которые специализировались не только на колоколах, но и на отливе пушек.

Методы литья

Литьё по разборным моделям:

Кокильное литьё

При литье в кокиль используются разборные металлические формы, простейшим видом которых являются изложницы. Также литьё в кокиль может использоваться для литьяполимерных материалов.


Литьё в известковые формы

Литьё в формы, изготовленные из осса-сепии (раковины моллюска каракатицы).

Литьё в песчаные (земляные) формы:

При литье в печаные (земляные) формы может использоваться как твердая модель, многократно используемая для формовки, так и газифицируемая модель. Формовка осуществляется трамбовкой формовочной смеси, заключенной в разъемную опоку с предварительно закрепленной в ней моделью.

Литьё по выплавляемым моделям:

При данном способе литья модель (мастер-модель) из легкоплавкого материала (синтетический инжекторный либо натуральный, с примесью синтетических компонентов воск) помещается в неразъемную опоку и заливается суспензией формовочной массы. Как в процессе изготовления формомассы так и в процессе формовки может использоваться дополнительное оборудование и методики, повышающие качество заполнения опоки формовочной массой и понижающее процент брака в изделиях: вакуумные смесители, вибростолы, вибровакуумные столы, нанесение на модельповерхностно-активных веществ. После отверждения формомассы, опока помещается в муфельную печь, прокаливается до полного испарения воска, затем остывает либо нагревается до температуры заливки металла. Таким образом, расплав, нагретый выше температуры ликвидуса, проливается в полости, оставленные в формовочной массе моделью, вытесняя из них воздух и, застывая, образует изделие.
Как альтернатива формовке - метод изготовления оболочечных форм. В этом случае форма изготавливается путем послойного нанесения на модель связующих материалов с последующей присыпкой мелкодисперсным огнеупором. После получения оболочки достаточной толщины, модель помещается в опоку, а оставшиеся полости заполняются наполнителем (песок, кварцевый песок).
Для обеспечения проливаемости металла используются следующие методы:


Центробежное литьё

При центробежном литье, разновидностью которого является ручное центробежное литьё, центробежная сила толкает металл из литниковой воронки в литниковый канал а оттуда - в полость, оставленую моделью. В связи с наличием воздуха в полостях к современным формовочным массам, как правило, предъявляются высокие требования в отношении их газопроницаемости. При недостаточной газопроницаемости (например при литье в оболочечную форму, проблема устраняется установкой выпорных каналов, либо подбором необходимого счения литникового канала, при котором он же одновременно будет служить и выпорным каналом.


Вакуумное литьё

При данном методе литья как правило используются перфорированные опоки. Перфорация улучшает газообмен через газопроницаемую формовочную массу. Опока помещается в открытый сверху стакан, из которого вакуумным насосом откачивается воздух. Через стенки опоки откачивается и воздух из полостей, оставленных моделью. Заливка металла осуществляется через верхнюю (открытую) часть опоки. За счет разрежения внутри опоки и давления атмосферного воздуха на литниковый конус, металл заполняет полости внутри опоки.

Частным случаем литья по выплавляемой модели является отказ от использования опоки. В этом случае фромовочная смесь должна иметь сравнительно высокую прочность.

Художественное литьё предъявляет высокие требования к точности изготовления прототипов или форм (в зависимости от приемов работы) и, что важно, тиражированию и воспроизводимости изделий. В последние годы в ходе разработки прототипов художественных отливаемых изделий, как правило, используется автоматизированное проектирование (САПР). А в процесс изготовления форм чаще всего привлекаются роботизированные системы обработки форм (фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ, многофункциональные обрабатывающие центры с ЧПУ).

Главные отличия художественного литья от серийного промышленного литья:

· малотиражность или уникальность работы;

· высокая детализация элементов работы;