Лиття металів – фізика

Метали завдяки своїм властивостям користуються попитом в промисловості. Для того, щоб зменшити процес окислення, вони застосовуються у вигляді сплавів з додаванням елементів, які надають їм додаткові властивості: пластичність, потрібну структуру, вага, щільність, довговічність: сурма, магній, сірка, фосфор, хром, нікель, ванадій, алюміній, кремній. У виробництві використовуються в основному чавунний сплав, що складається з заліза з вуглецем більш ніж 2,14%, і сталь, до складу якої входить залізо не менше 45% і вуглець до 2,14%. Різне процентний вміст складу сплаву визначається необхідними властивостями одержуваних деталей.

Використовуються в:

  • автомобілебудуванні,
  • машино- і приладобудуванні,
  • стоматології.

Виготовленні деталей методом лиття:

Статичний, при якому розплавлений метал заповнює закріплену форму. При охолодженні застигає і виймається. Виходять виливки найпростішої конфігурації.

  • У металеві форми (кокіль);
  • Виливок під тиском,
  • В оболонкові форми,
  • У виплавлювані моделі.
  • Кокільне лиття.

Технологічний процес складається з заливки металу при температурі плавлення в форму кокіль без примусового тиску. Форма складається з двох частин, які з’єднуються замками. Внутрішня порожнина кокиля очищається і покривається шаром вогнетривкої фарби, для запобігання внутрішньої поверхні від зіткнення з розплавами. В кінці процесу, щоб вийняти готовий виріб форма охолоджується або природним шляхом, або примусово. Всі елементи конструкції чавунні чи сталеві.

Переваги методу:

  • стабільні характеристики властивостей виливків.
  • доступно отримання складних конфігурацій виробів.
  • реальне створення автоматизованого процесу через рідкісну заміни кокиля. Чи не витрачається час на операцію.
  • досить екологічно чисте виробництво.

Недоліки:

  • Швидкість охолодження не підходить всім виготовленим деталям.
  • Вигідно використовувати процес тільки для великих обсягів виробів, чавунний кокіль 20 великих і 400 невеликого розміру виробів за рік.
  • Виливок під тиском.

Принцип процесу – формування виливки під тиском в інтервалі 7 – 700 МПа. Прес-поршень рухає гарячий сплав в порожнину форми. Потім виливки тверднуть і виштовхуються. Деталі виходять з характеристиками, близькими до заданих значень.

Переваги методу:

  • Великий випуск виробів за одиницю часу.
  • Здешевлення виробництва за рахунок тривалого використання однієї форми.
  • Відпрацьовані частини конструкції піддаються переплавки. Виходить робота без відходів.

Недоліки:

  • Не можна виготовляти вироби складної конструкції, при вийманні з робочої камери, вони деформуються.
  • Неможливість зробити виливки великих розмірів.
  • Лиття в виплавлювані моделі.

У технологічному процесі використовуються одноразові форми з кераміки або неметалів парафіну і стеарину. Кокіль робиться по моделі, яка розчиняється або випалюється.

Форма нагрівається до високої температури і наповнюється сплавом. Після закінчення операції готові деталі вибиваються спеціальним штовхачем.

Переваги:

  • Отримання виробів з будь-яких сплавів, різних розмірів, із заданою точністю.
  • Невелика кількість втрат металів, зниження матеріаломісткості.
  • Використовується в невеликих виробництвах.

Недоліки:

  • Необхідність застосування ручної праці.
  • Різноманітність застосовуваних матеріалів.
  • Лиття в оболонкові форми.

Принцип методу:

На нагріту чавунну модель з температурою 230-315 градусів накладається приготовлена ​​суміш різних елементів.

Елементи спікається і виходить форма, яка звільняється від моделі спеціальним штовхачем.

Оболонки або скріплюються між собою затискачем або склеюванням для спільного використання. Можуть застосовуватися в одиничному варіанті.

Переваги методу:

  • Зменшення витрат праці.
  • Можна скоротити витрати матеріалів, металу.
  • Невеликий відсоток браку на виході.

Недоліки:

  • Форма призначена тільки на одне лиття.
  • Дорога формувальна суміш.
  • Великий відсоток виділення шкідливих газів.
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Цикл Карно