Центробежное литье бронзы технология

Центробежное литье бронзы технология

  1. ООО "Кривбасцветплав" производитель центробежного литья
  2. Центробежный способ литья используется при получении отливок.
  3. Общие понятия о методе центробежного литья.
  4. Метод центробежного литья в кокиль.
  5. Преимущества центробежного литья в Кривом Роге.
  6. Технология центробежного литья из бронзы.
  7. Виды брака при центробежном литье.
  8. Центробежное литье и центробежный метод литья.

Центробежное литье в Кривом Роге

Элементы технологического процесса.
Главными факторами, учитываемыми при выборе технологии центробежного процесса, является конструкция и материал применяемой формы; от них в значительной мере зависит не только получаемый экономический эффект, но и возможность осуществления центробежного процесса для изготовления тех или иных изделий. Поэтому все современные способы, получившие распространение, различаются главным образом по тому, какие в них применяются формы. Все остальное имеет подчиненное значение. Для центробежного литья применяют формы двух основных типов:

  1. Металлические (постоянные);
  2. Футерованные (песчаные) различными составами формовочных смесей (разовые).

Тип формы в каждом отдельном случае должен выбираться, в зависимости от следующих основных условий:

  1. Геометрических контуров отливаемой детали;
  2. Материала детали;
  3. Необходимого количества одноименных отливок.

Кроме того, большое значение при выборе формы имеет еще и отношение ее длины к диаметру. В каких же случаях следует применять металлические формы и в каких песчаные? Металлические формы целесообразно применять в следующих случаях:

  1. При отливке деталей без затрудненной усадки, когда наружный контур позволяет извлечь деталь из формы;
  2. Когда необходимо быстрое остывание отливки;
  3. Когда изготовляются большие количества одинаковых деталей.

Песчаные формы следует предпочесть в следующих случаях:

  1. При отливке заготовок с затрудненной усадкой, когда наружное очертание изделия мешает извлечь его из металлической формы;
  2. Когда должна быть получена чугунная отливка, свободная от отбела и обладающая структурой, получающейся при замедленном остывании;
  3. Когда необходимо при изготовлении небольших партий менять отдельные размеры отливок;
  4. Когда требуется изготовить сравнительно небольшое количество отливок.

Режим эксплуатации металлических и песчаных форм разный, и поэтому конструкция их различна. Так, металлические формы могут быть изготовлены и толстостенными, и тонкостенными, для заливки на горячую или холодную их поверхность. В свою очередь, и поддержание формы в нагретом состоянии может быть достигнуто разными путями. Что касается разовых форм, то и они в зависимости от условий производства могут футероваться, как обычными формовочными и стержневыми смесями, так и специальными.

Каждый из поименованных типов форм обладает своими преимуществами и недостатками и поэтому должен быть рассмотрен более подробно.

Литье бронзы используется издревле. На протяжении многих столетий сплавы из меди (бронза, латунь) использовались для изготовления орудий труда, охоты и украшений.

Совершенствование литейной технологии привели на современном этапе к возникновению множества методов литья металлов, в особенности цветных. Технологические возможности литья бронзы позволяют получать не просто предметы, а произведения искусства, которые с давних времен считались верхом совершенства.

Разработанные технологии позволяют производить плавку медных сплавов не только в условиях промышленного производства, но и в домашних условиях, в небольших мастерских.

Основные этапы

Чтобы получить качественные литые изделия требуется строгое соблюдение технологической последовательности. Процесс литья выглядит следующим образом:

  1. Изготовление модели или копии по эскизу, чертежу. Материалы для модели –легко плавящиеся при невысоких температурах: стеарин, парафин, воск и прочие. Способность полного заполнения объема внутреннего пространства в форме сделало эти материалы широко используемыми.
  2. Примыкание к модели литниковой системы производится приклеиванием, спаиванием или механическим креплением. Таким образом, формируют питатели, каналы, выпоры и другие элементы.
  3. Изготовление литьевой формы производится из огнеупорной смеси. В основной состав смесей водит глина шамотная или глиноземная и кварцевый песок.
  4. Освобождение формы от модельного состава производится путем нагревания паром или погружением в нагретую воду.
  5. Обыкновенно литье бронзы производится свободной заливкой с использованием центробежных машин, избыточного или недостаточного давления (вакуума).
  6. Охлаждение производится на воздухе или с использованием термостата.
  7. После остывания, модельная форма разрушается. Производится обрубка литниковой системы. Заготовка отправляется на чистку с помощью промывки или химическими составами.

Литейные модели

Художественное литье бронзы и латуни предусматривает получение максимально гладкой поверхности, поэтому для воссоздания модели используются достаточно твердые материалы:

Для получения максимально гладкой поверхности, она подвергается устранению пористости шпатлеванием, грунтованием и покрытием лаком.
Литейные модели изготавливаются разъемными; неразъемными — подходят для отливки изделий простой формы; специальными для деталей имеющих достаточно сложную конфигурацию.

Для” много компонентных температурные режимы повышаются до 895 °С — 1070 °С из-за ввода легирующих компонентов с высокой температурой плавления.

Технологии литья бронзовых изделий

Плавка, как и обработка резанием, широко распространенная операция получения деталей. Для плавки рекомендуется использовать индукционные плавильные или тигельные нагревательные печи. Выбор обуславливается экономным потреблением электричества.

Чтобы сохранить химический состав сплавов применяются флюсы. С их помощью можно:

  • Защитить внешний слой поверхности расплава:
    1. от окисления;
    2. повысить объем годного расплава;
    3. исключить неметаллические компоненты;
    • Дегазировать состав из-за чего снижается образование:
      1. газовых пор;
      2. раковин.

      Для получения гладких поверхностей на отливке и легкости ее извлечения после охлаждения используются антипригарные краски. Их использование обеспечивает:

      • смазку пресс-форм;
      • защиту от разрушения при контакте с расплавом;
      • отсутствие пригаров.

      Литье под давлением

      Литье под давлением происходит при воздействии избыточного или недостаточного (вакуумического) давления. Для подачи расплава под избыточным давлением используется прессовый принцип. На поршень действует усилие от гидро- или пневмосистемы. Высокая скорость подачи наряду с высокой вязкостью создают высокое давление, позволяющее полностью заполнить форму. У полученных отливок высокая точность и мелкозернистая структура.

      За счет вакуумного всасывания расплав втягивается в форму кристаллизатора.Охлаждение происходит к центру формы. Требуемое количество расплава втягивается за определенный промежуток времени.

      Кристаллизатор — емкость с тонкими стенками, которые охлаждаются водой.

      После восстановления нормального (атмосферного) давления излишки расплава стекают. После охлаждения за счет усадки деталь самостоятельно извлекается из формы. Автоматизация процесса вакуумного всасывания позволяет заполнять форму в минимальное количество времени, вплоть до 0,1 секунды.

      Готовое изделие из бронзы

      Центробежное литье

      Целесообразно использовать центробежное литье, разливая бронзу и латунь при изготовлении деталей типа тел вращения. Формирование деталей происходит на машинах с горизонтальной и вертикальной осями вращения. На машинах с горизонтальной заливкой отливают:

      На машинах с вертикальной заливкой отливают:

      • шестерни;
      • червячные колеса;
      • гребные винты.

      В основе технологии лежит центробежная сила, которая образуется при вращении формы. Расплав уплотняется под действием сил, вытесняя сторонние компоненты.

      Художественное литье

      Современные тенденции диктуют применять литье не только при производстве деталей к механизмам и агрегатам, но и при получении элементов интерьера. Так, используя технологию художественного литья можно изготавливать:

      • барельефы, скульптуры;
      • элементы оград, решеток, ограждений ворот;
      • сувенирную продукцию;
      • светильники, бра;
      • элементы интерьера.

      Этапы технологии получения отливок следующие:

      • изготовление модели;
      • изготовление формы;
      • подготовка формы;
      • плавка шихты;
      • подготовка расплава к заливке;
      • охлаждение;
      • извлечение из формы;
      • обрубка;
      • чистка и придание товарного вида.

      Готовые отливки, по замыслу мастера, соединяются в единое изделие, если оно является многокомпонентным. После чего могут хромироваться, никелироваться, покрываться патиной и другими металлами.

      Литье в домашних условиях

      Многие мастера занимаются отливкой изделий из бронзы в домашних условиях. В основном это детали интерьера и фигурное литье. Кроме основных приспособлений, требуется приобрести вспомогательные инструменты и материалы. Среди них:

      Читайте также:  Керамзитобетонные блоки для вентканалов

      Плавильная печь, использующаяся в домашних условиях

      Горном подается воздух, необходимый для поддержания горения угля, который создает необходимую температуру для плавления бронзы. Щипцами производится изъятие тигеля из камеры нагрева и разлив расплава. В связи с тем, что бронза плавится при невысоких температурах, то плавильную печь можно заменить газовым резаком (автогеном) или паяльной лампой.

      Художественное литье из бронзы предполагает проведение работ в отдельном помещении, которое должно быть оборудовано средствами пожаротушения, приточно-вытяжной вентиляцией. Кроме того, в нем необходимо организовать места хранения для инструмента, приспособлений, материалов, а также организовать условия для личной гигиены.

      Изделия из бронзы, после того как их извлекли из литейной формы, выглядят как черный, обугленный, оплавленный кусок металла. Для придания презентабельного вида на первоначальном этапе пользуются металлической щеткой или машинкой с насадками из абразивного материала.

      Достаточно хорошая текучесть бронзы, в отличие от латуни, не способствует полному заполнению формы при ручном разливе в домашних условиях, в следствие чего рисунок на поверхности отливки нечеткий.

      Для устранения данного дефекта мастера используют чеканку. Она помогает придать окончательный вид изделию, если на нем множество ажурных орнаментов. Чеканка занимает довольно много времени.

      Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

      Шихтой для приготовления литейных оловянных бронз служат либо готовые сплавы в чушках, либо чистые металлы. Последние из экономических соображений используют редко, в основном для деформируемых оловянных бронз.

      Плавка оловянных бронз из шихты на основе чушковой бронзы состоит из четырех основных периодов: загрузка, расплавление, перегрева и рафинирующе-дегазирующей обработки расплава.

      Независимо от типа печей время плавки должно быть минимальным, что обеспечивается оптимальными размерами шихту. Чем короче время плавки, тем ниже угар дефицитных цветных металлов, меньше опасность насыщения расплава газами.

      Плавку в индукционных печах ведут в графито-шамотных либо в графито-карборудных тиглях. Тигли перед установкой в печь должны быть просушены и прокалены. При выплавки оловянных бронз из чистых металлов плавку начинают с расплавления меди, которую загружают в печь сразу полностью или по частям. плавку меди ведут форсировано под покровом древесного угля.

      После расплавления всей шихты расплав перегревают до 1150. 1200 0 С и вводят фосфористую медь. Присадки фосфора в оловянные бронзы, содержание цинка, благоприятно действуют на образование жидких фосфатов, легко удаляемых из расплавов по сравнению с твердыми, вязкими оксидами цинка.

      Приготовление оловянных бронз производят с применением покрова из древесного угля либо из угля с солевыми добавками, улучшающими защитные свойства покровов. Если шихта загрязнена вредными примесями – алюминием, кремнием, магнием и др., то плавку полезно проводить с применением солевых жидких флюсов.

      Дегазацию оловянных бронз от водорода проводят продувкой расплава осушенным азотом или аргоном, что является наиболее эффективным средством рафинирования бронз. Оптимальным считаются режимы продувки при интенсивности подачи азота 0,6. 0,8 л/(мин*кг). Время продувки обычно составляет 3. 10 мин в зависимости от емкости печи.

      Получение отливок из оловянных бронз методом литья в песчаные формы

      Для изготовления форм при литье медных сплавов в песчаные формы применяют смеси с более высокой прочностью в сыром и сухом состоянии. Необходимость этого вызывается опасностью размывания формы струей падающего металла и более высоким металлостатическим давлением на стенки формы, обусловленными большей плотностью медных расплавов. Необходимая прочность формовочных смесей обеспечивается повышенным содержанием глинистой составляющей и воды.

      На отливках из оловянных бронз с температурой заливки 1100. 1200 °С иногда образуется трудноудаляемый металлизиро­ванный пригар. Это связано с частичным химическим взаимо­действием оксидов, содержащихся в расплаве, с оксидами мате­риала формы, с образованием легкоплавких солей, а также вслед­ствие проникновения жидкого металла в поры формы ввиду вы­сокой жидкотекучести медных сплавов. Чем больше фосфора в бронзе и выше температура заливки, тем больше опасность обра­зования пригара в отливках, так как фосфор повышает жидкотекучесть оловянных бронз, снижает поверхностное натяжение и тем самым способствует проникновению расплава в тонкие межзеренные поры литейной формы. Образование пригара предотв­ращают добавкой в формовочные смеси углеродсодержащих до­бавок (мазута, сланцевых смол и др.), а рабочие поверхности су­хих форм для этих целей покрывают защитными красками.

      В производстве отливок из медных сплавов применяют раз­личные конструкции литниковых систем в зависимости от спла­ва, габаритов, конфигурации и массы отливки. Как правило, ис­пользуют расширяющиеся литниковые системы с верхним боко­вым, сифонным (нижним) и щелевым подводом металла в фор­му. Выбор типа литниковой системы определяется также свой­ствами сплавов.

      При получении отливок из бронз, не образующих прочных оксидных плен на поверхности расплава, применяют литнико­вые системы без шлакоуловителей сложной конструкции. Основ­ным требованием к таким литниковым системам является обес­печение спокойного заполнения полости формы металлом.

      Читайте также:  Фракции щебня и их применение

      Для простых по конфигурации отливок (втулки, слитки) применяют верхние или дождевые литниковые системы с подводом металла в прибыль. В тех случаях, когда прибыль отсутствует, компенсация объемной усадки (от температуры заливки до температуры солидуса сплава) осуществляется литниковой системой. Питатели в таких систе­мах должны иметь большую площадь сечения; металл в них дол­жен кристаллизоваться после того, как закристаллизуется отлив­ка. Верхний подвод металла при литье оловянных бронз пред­почтителен потому, что сплавы с широким интервалом кристал­лизации практически трудно питать из массивных прибылей, по­этому для получения плотного металла в отливках необходимо обеспечить строгое направленное его затвердевание в форме снизу вверх.

      При литье мелких отливок в опоках с вертикальным и горизонтальным разъемом применяют литниковые системы с нижнем подводом металла. Литниковую систему с сифонным и боковым рассредоточенным подводом металла применяют при изготовлении отливок сложной конфигурации.

      Выбор температуры заливки зависит от конфигурации и массы отливки, а также от метода подвода металла в форму и конструкции литниковой системы. При верхнем подводе металла в форму температура заливки может быть снижена на 10. 20 0 С по сравнению с сифонным подводом.

      Для получения плотных отливок из медных сплавов рекомен­дуется направленное затвердевание с применением комбиниро­ванных способов питания массивных узлов от прибылей в соче­тании с наружными холодильниками. Усадочные пороки неболь­ших тепловых узлов отливки иногда удается устранить рацио­нальной установкой только одних холодильников, которые вы­равнивают скорости затвердевания этих узлов и примыкающих к ним более тонких сечений. Особенно эффективно использовать холодильники для создания направленного затвердения при по­лучении отливок из бронз с широким интервалом кристаллиза­ции (оловянные бронзы). Повышенная скорость затвердевания со стороны холодильника уменьшает рассредоточенную порис­тую зону, увеличивает толщину плотной литейной корки и повы­шает свойства металла. Наружные холодильники изготовляют из меди, графита, чугуна, стали. Поверхность холодильников покры­вают различными красками, чтобы они не приваривались к ме­таллу и обеспечивали гладкую поверхность отливки.

      В практике при литье медных сплавов применяют открытые прибыли, прибыли с обогревом экзотермическими смесями, зак­рытые сферические прибыли, прибыли с атмосферным и газо­вым давлением. Более высокая эффективность прибылей с газо­вым и атмосферным давлением позволяет уменьшить их объем по сравнению с объемом открытых прибылей даже в случае обо­грева последних экзотермическими смесями.

      Получение отливок из оловянных бронз методом литья в металлические формы (кокиль, центробежное литье).

      Литье в кокиль позволяет получить более высококачественные отливки, особенно из оловянных бронз с широким интервалом кристаллизации, повышает выход годного (75. 90 %) и коэффи­циент использования металла (КИМ). Скорость затвердевания расплава в кокиле в несколько раз превышает эту характеристику в песчаной форме и обеспечивает получение более плотного ме­талла; зона усадочной пористости уменьшается и концентриру­ется в осевой узкой зоне. Повышенная скорость затвердевания подавляет выделение газов из расплава при кристаллизации. Они остаются в пересыщенном растворе и не оказывают такого вред­ного влияния как газоусадочная пористость.

      Кокиля изготовляют из чугуна, а металлические стержни из стали. Для увеличения срока службы форм и стержней иногда предусматривают их охлаждение водой. Сложные полости в от­ливках выполняют песчаными стержнями. Наиболее рациональ­но применять оболочковые стержни, получаемые с помощью го­рячего или холодного твердения, так как они обеспечивают вы­сокую точность геометрии отливки, минимальные припуски на обработку и высокое качество литой поверхности.

      Заливку металла ведут в нагретые до 150. 250 °С формы. Для облегчения извлечения отливок и охлаждения рабочей поверхно­сти полость формы перед заливкой смазывают суспензией машинного масла с 6 % графита. Для оловянных бронз используют литниковые системы с верхним подводом металла или осуществляют заливку через прибыль.

      При разработке технологии литья в кокиль основное внимание уделяют созданию направленного затвердевания отливок в форме.

      В целях снижения величины усадочных напряжений в отливках их извлекают из металлических форм сразу же после приобретения ими достаточной механической прочности.

      Значительное распространение получил центробежный метод литья крупных, так и мелких заготовок из медных сплавов (например, в станкостроении этим методом отливается около 37 % всех заготовок). Центробежным методом получают крупные цилиндрические заготовки в виде цилиндрических барабанов из оловянной и алюминиевой бронз.Отливку производят на горизонтальных центробежных машинах в стальную изложницу, которая опирается на несколько ролико­вых опор. Изложница после заливки в нее бронзы охлаждается снаружи водой. Бо­лее мелкие цилиндрические заготовки отливают на горизонталь­ных машинах консольного типа. Для получения отливок с услож­ненными внутренними полостями применяют машины с верти­кальной осью вращения.

      >

      Ссылка на основную публикацию
      Adblock detector