Литье в землю: технология литья видео, формовочная смесь

Существует несколько методик литья алюминия, которые используются на производстве, в промышленных масштабах. Но если речь идет о работе в быту, то наиболее приемлемый способ – заливка жидкого алюминия в самодельные формы. Вот о такой технологии и пойдет речь.

Прежде чем разбираться с нюансами литья, целесообразно вспомнить о некоторых характеристиках этого металла. Алюминий плавится при температуре около 660 °С (зависит от его чистоты), а закипает – при 2 500. Еще одна его особенность, которую нужно принять во внимание – быстрое окисление при прямом контакте с воздухом.

Различных «инженерных решений», реализуемых при самостоятельном литье алюминия в домашних условиях, достаточно много. «Народные умельцы», зная его характеристики, сами подбирают необходимые приспособления и материалы.

Одна из основных проблем – из чего и как изготовить форму для заливки. Именно на этом чаще всего и «спотыкаются» люди, не имеющие практического опыта.

Поэтому рассмотрим только один из простейших вариантов, так как охватить все способы в одной статье – нереально.

Начнем с того, что нужно будет приготовить для литья:

Лом алюминия

С этим металлом встречался каждый из нас. Но все ли замечали, что, к примеру, проволока из алюминия бывает разной. Одна легко гнется, как пластилин, а другая – более твердая, менее податливая. Для литья желательно выбирать ту, что помягче, так как в таком материале, условно говоря, меньше оксидов и больше «чистого» алюминия.

Гипс

Самый простой вариант для работы на дому. Лучшая его марка – скульптурный (маркируется «Г – 16»). Но его еще предстоит найти, да и стоимость такого качественного продукта довольно высокая. Поэтому в бытовых условиях чаще используется белый гипс (обозначается «Г – 7»), который не является дефицитом. Его можно купить в любом специализированном магазине по продаже стройматериалов.

Он по внешнему виду очень похож на алебастр, и их легко перепутать. Кроме того, продавец, не зная, для чего покупателю нужен гипс, вместо него может предложить этот «аналог». В строительной сфере материалы часто заменяют друг друга, так как многие их характеристики схожи. Но для изготовления форм алебастр точно не подходит! Это нужно учесть.

Воск

Данный материал упоминается практически во всех рекомендациях по самостоятельному литью металлов. Действительно, это лучший вариант, но только если речь идет об изготовлении небольших деталей. Чистый воск стоит дороговато, и покупать его в больших объемах смысла нет. Тем более что повторно он использоваться уже вряд ли будет.

На практике берутся обычные свечи, которые есть в любом отделе хоз/товаров. Какие они – стеариновые или парафиновые – не суть важно. Количество зависит от габаритов требуемой детали, «болванка» которой и будет готовиться из них.

В процессе работы понадобится и еще кое-что. Это станет понятно при рассмотрении технологии литья, а выбор конкретных материалов зависит от сообразительности и возможностей мастера.

Емкости для плавления

Растапливать свечи можно и в обычной «жестянке». А вот для алюминия посуда нужна попрочнее, так как ее придется довольно сильно нагревать.

Источник высокой температуры

Что можно использовать? Муфельную печь или самодельный тигел/газовый горн. Главное – добиться требуемой температуры плавления. Что касается последнего «прибора» (тигеля), то из рисунка понятно, как он устроен. Нужно только учесть, что кирпич должен быть обязательно огнеупорным.

При использовании для разогрева материалов достаточно мощной печкой необходимо включить в цепь ее питания какой-нибудь регулятор температуры (если его нет). Такая модернизация сэкономит время, нервы и эл/энергию.  Достаточно установить простейший реостат или регулируемый трансформатор (ЛАТР). Иначе придется постоянно заниматься включение/выключением прибора, чтобы не «загнать» температуру.

Технология литья

Изготовление «болванки»

Задача состоит в том, чтобы расплавить парафин и залить его в форму с определенными линейными параметрами. После его остывания из отвердевшей массы несложно вырезать точную копию требуемой детали. Самый простой способ – взять коробку из-под обуви. В принципе, такую «опалубку» несложно сделать из картона, фанеры, скрепив всю конструкцию клейкой лентой.

Особенность работы

• Залитая масса остывает очень долго, причем не следует ускорять этот процесс принудительно. Отвердевание должно идти естественным путем, тогда структура болванки будет однородной по всей толщине. Ждать придется не меньше суток, так как верхняя твердая корка – еще не показатель, что внутри парафин затвердел.
• Используемый материал характеризуется значительной усадкой. Другими словами, в центральной части формы масса в процессе остывания несколько «просядет». Рассчитывая габариты нужной заготовки, это следует учесть и заливать парафин с некоторым запасом по объему.

Так как из готового образца придется вручную вырезать деталь, то понятно, что при отсутствии опыта (может быть, и способностей) все сделать точно и с первого раза не получится, особенно если нужно отлить что-то довольно сложной конфигурации. А у забракованной «болванки» путь один – на переплавку.

Чтобы не тратить зря время, их желательно подготовить две. Если первая и будет испорчена, то уже со второй, учитывая приобретенный опыт, работа пойдет успешнее. Учитывая, что свечи стоят копейки, это не «ударит по карману».

Изготовление формы

Рекомендаций по ее подготовке достаточно. Один из простых способов – сделать ее из оргстекла. Такой «аквариум» собирается скреплением вырезанных кусков оргалита при помощи пластилина. Им же производится и герметизация всех стыков.

Изготовление шаблона детали

На дне «аквариума» помещается «болванка». Чтобы в процессе заливки раствора она не сместилась, ее фиксируют тем же пластилином.

Нужно учесть, что вся остальная работа делается быстро, так как гипс хорошо схватывается. Но в чистом виде этот материал не применяется. Используется его смесь с песком мельчайших фракций (50 на 50). Иначе в массе гипса останется вода, которая после заливки алюминия начнет испаряться. Это приведет к образованию раковин в готовой детали.

Смесь разводят до состояния сметаны средней густоты, после чего раствор загружается в форму. Нужно его готовить столько, чтобы «болванка» была им полностью накрыта. В данном случае экономить на материале не стоит, тем более что и цена на него небольшая. Для удаления воздушных пузырьков, если нет вибростола, форму необходимо хорошенько потрясти вручную.

Например, положить гипсовый шаблон днищем вверх на лист железа, а его – на открытый огонь. Но это не гарантирует «чистоты» внутренностей формы.

Если деталь – не просто металлическая пластина или что-то подобное, а имеет выступы, вырезы и так далее, то используется другой способ.

Берется ненужная металлическая тара, в которую ставится гипсовый шаблон и наливается вода. Посуда помещается на огонь, и при закипании жидкости парафин начнет собираться вверху (всплывать). Но отмыть емкость потом вряд ли получится.

После окончания процесса вытапливания гипс высушивается. Температура должна быть небольшая, иначе материал может «перегореть» и деформироваться, особенно тонкие части шаблона.

Заливка алюминия

Ничего сложного в этом нет, только один нюанс. Необходимо наготове держать ложку из «нержавейки», которой сразу же снимается образующаяся пленка окисла.

Несколько замечаний

• Форму-«аквариум» можно сделать из любых подручных материалов. Главное, чтобы она не развалилась во время заливки гипса, и чтобы потом ее можно было легко разобрать.
• В качестве источника тепла не обязательно искать муфельную печку или монтировать тигель. Нужно попробовать, будет ли приготовленный алюминиевый лом плавиться, например, от газовой горелки. Возможно, достаточно будет и аргонной сварки. Пробуется все, что есть в хозяйстве.

При самостоятельном литье необходимо экспериментировать, так как суть всех операций изложена вполне понятно, а приведенные примеры по оборудованию и материалам не являются догмой.

Источник: https://ismith.ru/metalworking/lite-alyuminiya/

Литье в песчаные формы

Литье представляет собой процесс непосредственного изготовления изделий путем заливки жидкого металла в формы.

Существует несколько технологий получения отливок, но самым массовым остается литье в песчаные формы. Процесс остался практически без изменений с момента изобретения на заре металлообработки.

Не в последнюю очередь это связано с простотой процесса и низкой стоимостью материалов для изготовления формы.

Само по себе литье не позволяет получить точное соответствие желаемых геометрических размеров отливаемой детали, но выполнение отливок в песчаных формах является самым грубым способом.

Сущность литья в песчаные формы заключается в использовании разборных форм, внутренняя полость которых выполнена смесью на основе песка и максимально соответствует модели детали. В зависимости от применяемых материалов, сложности модели, песчаная форма может использоваться от одного до нескольких раз.

Литье в песчаные формы

• Процесс литья
• Материалы
• Изготовление формы
• Обработка отливок

Процесс литья

Литье в песчано-глинистые формы включает в себя несколько последовательных этапов:

• Разработка литейной формы, расчет технологии ее изготовления, выполнение чертежей.
• Изготовление натурной модели детали в соответствии с чертежами. Изготовление сопутствующей оснастки.
• Изготовление составляющих частей формы, стержней с применением соответствующих смесей.
• Сборка конструкции и установка стержней, литниковой системы, выполнение прибылей.
• Заливка расплавом металла, выдержка времени на затвердевание и остывание металла.
• Освобождение заготовки, очистка поверхности от остатков формовочной смеси.
• Удаление литников, зачистка облоя, обработка необходимых поверхностей.

Материалы

Для изготовления формы используется формовочная смесь, в которой основная составляющая, как следует из названия процесса – песок.

Сам по себе песок рыхлый и сыпучий материал, поэтому в формовочную смесь добавляют связывающее – огнеупорную глину либо специальную смолу (жидкое стекло).

Затвердевший состав должен выдерживать высокую температуру плавления металла без деформаций и разрушений.

Песчано-глинистая форма

Отдельные элементы  формы требуют применения различных формовочных смесей:

• Облицовочная. Предназначена для нанесения на поверхность модели. К данной смеси предъявляются самые высокие требования, поскольку именно с ней соприкасается расплавленный металл во время литья.
• Наполнительная. Служит для заполнения оставшегося объема после нанесения облицовочного слоя. К составу предъявляются минимальные требования, поэтому здесь может использоваться переработанная смесь от предыдущих форм.
• Единая. Используется одновременно как облицовочная и наполнительная в массовом или автоматизированном литье несложных заготовок. Единые смеси, приготовленные с использованием высококачественных связывающих материалов, могут использоваться повторно.

Некоторое распространение получила методика литья в песчаные вакууммированные формы без использования связывающего. Данная технология ускоряет процесс и снижает себестоимость изготовления за счет многократного использования формовочного песка.

Изготовление формы

Процесс изготовления формы может иметь различные стадии, в зависимости от сложности модели. Первоначально разрабатывают и изготавливают модель будущей отливки. При этом ее размеры делают с учетом усадки металла при застывании, с необходимыми припусками на последующую обработку.

Для упрощения вынимания модели из формовочной смеси, ее поверхности делают с некоторыми литейными уклонами. Если конфигурация модели не допускает или затрудняет ее вынимание, ее делают разборной и прибегают к изготовлению отдельных частей в виде так называемых стержней, которые устанавливают в форму при ее окончательной сборке.

Места установки стержней выполняют в виде углублений, которые называются знаками. При помощи стержней оформляют внутренние полости, выступы и впадины. Наиболее удобны стержни для формирования тонких и длинных отверстий, поскольку формовочная смесь имеет невысокую прочность и может разрушиться при изготовлении или заливке металлом.

Разборные формы для литья (называются «опоки») обычно состоят двух частей, которые разделяются так называемой горизонтальной или вертикальной плоскостью разъема.

Формовочной смесью сначала заполняют нижнюю полуформу с размещенной там моделью до плоскости разъема. Далее заполняют вторую полуформу и выполняют в ней литниковую систему для заливки расплавленного металла.

Кроме литниковой системы, которая служит также для улавливания шлаков, при формовке выполняют также газоотвродные каналы и прибыли.

Прибыли предназначены для компенсации усадки металла и предотвращения появления газовых раковин, поэтому используются при литье в разовые формы металлов и сплавов, характеризующихся большой (более 1%) усадкой.

Усадка учитывается при литье чугуна и стали. Следует заметить, что использование прибылей оправданно при литье металлов с малым интервалом застывания, поскольку, в противном случае, металл в основной части и прибыли будет застывать одновременно и газы не успеют собраться в отведенном для них месте.

Схема песчаной формы

Для крупногабаритных отливок, которые не критичны к точности размеров и качеству, иногда обходятся формированием отливочной формы прямо в полу цеха.

Обработка отливок

После застывания металла опоку разбирают или разбивают в зависимости от сложности. Отливку очищают от остатков формовочной смеси, выбивают стержни. После очистки отрезается или отбивается (для чугуна) литниковая система, срезаются прибыли, облой и отливка направляется для последующей обработки.

Технологические особенности литья заготовок с учетом последующей обработки заключаются в том, чтобы, по возможности, размещать обрабатываемые поверхности в нижней части отливки либо вертикально. Такое расположение поверхностей требуется для получения их максимальной чистоты, поскольку сор, шлак или иные посторонние включения обычно скапливаются в верхней части.

Загрузка…

Источник: https://chiefengineer.ru/tehnicheskie-discipliny/materialovedenie/lite-peschannye-formy/

Технология литья в песчаные формы

Определения литья в землюОпределим, какими терминами называют литейную технологию заливки металла в формы на основе песка. Аналогичными считаются формулировки: — Литье в песчаные формы, смеси;- Литье в песчано-глинистые формы, смеси;- Литье в землю.Все эти термины обозначают одну и туже технологию литья. Применение далее любого из названий, будем считать аналогами.

• Литейная продукция
• Основные этапы

Литье в песчаные формы – метод литья металлов и сплавов, при котором расплавленный металл заливается в форму сделанную из плотно утрамбованного песка. Для связи песчинок между собой, песок смешивают с глиной, водой и другими связующими материалами.Более 70% всех металлических отливок производится с помощью процесса литья в песчаные формы.

Есть шесть шагов в этом процессе: -Поместить модель в опоку с песком, чтобы создать форму. -В необходимых местах присоединяются литниковая система и выпоры. -Удалить из опоки модель и соединить полуформы. -Заполнить полость формы расплавленным металлом. -Выдержать застывающий металл в опоках согласно технологии.

-Выбить отливку и освободить от литников и выпоров.

Опоки для формовочных материаловДля формовки используют две или несколько опок. Опоки изготавливаются в виде ящиков, которые могут быть соединены друг с другом и скреплены между собой. Модель утапливается в нижней части опоки вплоть до её самого широкого поперечного сечения.

Затем монтируется верхняя часть модели. К нижней части опоки зажимами прикрепляется верхняя и туда добавляется и утрамбовывается формовочная смесь таким образом чтобы она полностью закрывала модель. В необходимых местах устанавливаются литники и выпора.

Затем опока половинится и из неё вынимается модель, деревянные литники и выпора.

Охлаждение металлаДля управления кристаллизацией структуры металла, в форму можно поставить металлические пластины, холодильники. Соответственно быстрое локальное охлаждения образует более детальную структуру металла в этих местах.

В черной отливке эффект аналогичен закалке металла в кузнице. В других металлах, холодильники могут быть использованы для управления направленной кристаллизации отливки.

При управлении способом охлаждения литья можно предотвратить внутренние пустоты или пористость внутри литья.

Производство Для получения полостей в отливке, например, для охлаждающей жидкости в блоке двигателя и головок цилиндров используются стержни. Обычно стержни для литья ставятся в форму после удаления модели.

После сушки опоку с формой устанавливают на литейный плац для заполнения расплавленным металлом, обычно сталь, бронза, латунь, алюминий, магний и цинк. После заполнения жидким металлом опоки не трогают до охлаждения отливки. После выбивки отливки, стержни удаляются из литья.

Металл литников и прибылей любым способом должен быть отделен от отливки. Различные термические обработки могут быть использованы для снятия напряжений от первоначального охлаждения и добавить твёрдости в случае закалки в воде или масле.

Поверхность литья может быть дополнительно упрочена дробеструйной обработкой, которая добавляет устойчивости к растрескиванию, растягивает и разглаживает шероховатую поверхность.

Разработка технологииЧтобы было возможным удалить модель не нарушая целостности формовочной смеси все части модели должны быть предварительно рассчитаны технологом и иметь знаковые части для установки стержней.

Выпора и стояки должны быть расположены так, чтобы обеспечить оптимальный поток металла в форму и газов из неё для того, чтобы избежать недолива литья.

1. Способы литья в землю
2. Технология ЖСС (жидко-стекольная смесь)

Различают два способа литья в песчаные формы, первый с использованием «сырого» песка, так называемые сырые формы, а второй метод — жидкостекольный.Сырые формыМокрый песок, используются, чтобы сделать форму в опоке. Название произошло от того, что мокрым песком пользуются в процессе формования. «Сырой песок» – это смесь:-кремнеземистый песок (SiO2), или хромистые пески (FeCr2O), или циркониевый песок (ZrSiO4), от 75 до 85%, и другие составляющие, включая графит, глину от 5 до 11%, воды от 2 до 4%, других неорганических элементов от 3 до 5%, антрацит до 1%.Есть много формовочных смесей с глиной, но все они различны по пластичным свойствам смеси, качеству поверхности, а также возможностью применения в литье расплавленного металла в отношении пропускной способности для выхода газов. Графит, как правило, содержится в соотношении не более 5%, он частично сгорает при соприкосновении с расплавленным металлом с образованием и выделением органических газов. Сырые смеси как правило для литья цветных металлов не используются, так как сырые формы приводят к сильному окислению, особенно медного и бронзового литья. Сырые песчаные формы для литья алюминия не используют. Для алюминиевого литья используют более качественные формовочные смеси. Выбор песка для формовки зависит от температуры заливки металла. Температура заливки меди, стали и чугуна выше других металлов, поэтому, глина от воздействия высокой температуры далее не регенерируется. Для заливки чугуна и стали на основе железа как правило, работают с кварцевым песком – он относительно недорог по сравнению с другими песками. Так как глина выгорает, в новую порцию песчаной смеси добавляют новую порцию глины и некоторую часть старого песка. Кремний является нежелательным в песке, т.к. зерна кварцевого песка имеют тенденцию взрываться при воздействии высокой температуры во время заливки формы. Эти частицы находятся во взвешенном состоянии в воздухе, что может привести к силикозу у рабочих. В литейном цехе имеется активная вентиляция для сбора пыли. Мелкие древесные опилки (древесная мука) добавляется, чтобы создать место, при ее выгорании, для зерен песка, когда они расширяются без деформации формы.

Эта технология состоит в следующем:в состав формовочной смеси входит прокаленный песок без глины, затем его в специальной емкости перемешивают с жидким стеклом и перемешанной массой заливают модель. Залитую форму накалывают для последующего подвода углекислоты. Опоку накрывают колпаком и подают газ СО2.

После чего залитый формовочный состав ЖСС приобретает твердость.В обоих методах, песчаная смесь остается вокруг модельной оснастки, образуя полости формы для заливки металла. Формовка жидкостекольными смесями позволяет получить две полуформы, которые после затвердевания собирают. Модель удаляется, образуя полость формы. Эту полость заливают жидким металлом.

После того, как металл остыл отливки очищают от формовочного состава. Форма из ЖСС полностью разрушается при извлечении отливки.Точность литья напрямую связана с типом формовочной смеси и формовки. Сырые формы создают на поверхности отливки повышенную шероховатость. Поэтому литье в землю можно сразу отличить от литья по ЖСС и ХТС.

Литье в формы из мелкого песка значительно чище и менее шероховато. Технология ЖСС позволяет изготавливать отливки с гладкой поверхности, особенно при использовании пластиковых моделей.

В отдельных случаях, например при литье корпусных деталей, можно обойтись даже без механической обработки на больших поверхностях – это позволяет отливать крупногабаритные чугунные блоки цилиндров. Остатки пригоревшей к отливке формовочной смеси удаляются дробеструйной обработкой.

С 1950 года, частично автоматизированные литейные процессы литья были переработаны для полностью автоматизированных производственных линий.

Холодно твердеющая смесь (литье в ХТС)Использование органических и неорганических связующих, которые укрепляют формы для литья химически связывают песок.

Этот тип формовки получил свое название от того, что он не требует просушки, как другие виды песчаной формовки. Литье в ХТС является более точным, чем литье в землю. Размеры форм ХТС меньше, чем при литье в песчаные смеси, но дороже.

Таким образом, ХТС используется реже, в тех случаях, когда требуется более качественное литье. Наше предприятие готово поставлять вам отливки по ХТС.

Формовка ХТСФормы из холодно твердеющей смеси, требуют быстрой формовки, в отличие от песчано-глинистых смесей, т.к. они содержат быстро твердеющие жидкие смолы, ускорители затвердевания и катализаторы.

Литье в ХТС значительно улучшает качество необработанных поверхностей стальной отливки по сравнению с другими технологиями литья в песчаных формах. Обычно для изготовления модельной оснастки по ХТС используют дерево, металл или пластик МДФ.

Чаще других формовка холодно твердеющими смесями применяется при литье меди, литье алюминия, углеродистой стали, жаропрочной и нержавеющей стали, а также легированного чугуна, так как значительно снижает вероятность образования литейного брака.

Источник: http://www.litshtamp-po.ru/spravochnik/55-2013-05-08-03-04-52/95-tehnologija-litja-v-peschanye-formy

Технология литья икон в XVIII-XIX веках

На этой странице размещена информация о технологии литья икон и киотных крестов в XVIII-XIX веках. Изделия других периодов, а также нательные кресты указанного периода изготовления могли отливаться как по описанной технологии, так и с использованием иных технологий литья.

Задачка

Однажды на форуме сайта «Христианство в искусстве» был задан вопрос, как могло получиться двойное изображение на литой иконке.

Если Вы в состоянии уверенно объяснить появление подобного дефекта, тогда читать дальнейший текст Вам, скорее всего, не имеет смысла.

Тем же, кто не может дать уверенный ответ на этот вопрос, предлагаем ознакомиться с технологией литья икон в XVIII-XIX веках. Кстати, на форуме ответ на заданный вопрос так и не был получен.

Первоисточники

Чтобы определить, какая технология использовалась при литье икон в XVIII-XIX веках, обратимся к первоисточникам — документам того времени. В «Указе о медном мастерстве» (XVIII век) подробно описаны все этапы получения формы для литья в землю: «То возьми верхнюю половину опоки да положи на доску да землю набей туго…

» В «Истории литейного дела икон и крестов медно-литейного заведения Серова П.Я., с. Красное Костромской области» читаем: «… Для всякой какой-бы то ни было отливок (вещи) в литейном производстве нужна модель для формовки в земле. И после извлечения ее из земли образует литейную форму со всеми ее точными очертаниями, что и будет называться литейной формой.

Куда и будет заливаться жидкий металл и при остывании принимает твердую массу с ее точными очертаниями.» Далее: «… Формовочная смесь (глина и песок)…» В статье Г.И. Фроловой «К вопросу о технологии выговского (поморского) литья» есть строки из описи обыска крестьян Олонецкой губернии (документ середины XIX века): «Найдено: …

в корыте сырая земля, употребляемая при вылитии створов и крестов, на полке четыре железные опоки».

Во всех упомянутых документах описываются материалы и технологические моменты, характерные для технологии, которая называется литье в землю (варианты названия: литье в песчаные формы, литье в песчано-глинистые формы). В «Истории литейного дела Серова П.Я. из села Красное» есть упоминание о технологии литья по восковым (выплавляемым) моделям, но отмечено, что эта технология использовалась только при получении заготовки для модели.

Технология литья в землю

Определения

Литье в землю – это литье в разовую песчано-глинистую форму. Разовая форма служит только для одной заливки металлом и после получения отливки разрушается. Форма изготавливается из формовочной смеси в опоках с помощью моделей. Модель – это приспособление для получения в форме полости-отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам будущей отливки.

После уплотнения формовочной смеси модель извлекается из формы. При литье икон моделью служила такая же икона (обычно проработанная резчиком-чеканщиком). Формовочная смесь представляет собой смесь песка 70-90% и глины 30-10%. Формовка производится в опоках.

Опока – жесткий короб из дерева или металла, предназначенный для удерживания формовочной смеси при уплотнении смеси и заливке формы металлом

Процесс изготовления разовых литейных форм называется формовкой. Формовка производилась в «формовой избе» или «печатальне».

Упрощенное описание процесса изготовления формы

а) Модели икон 1 (на рисунках показана только одна модель) нижней стороной укладываются на подмодельный щиток 2. Затем на щиток устанавливается ниж­няя опока 4 рабочей плоскостью вниз.

• б) На модели слой за слоем насыпается формовочная смесь.
• в) После заполнения опоки смесь уплотняется трамбовкой 5.
• г) Излишек формовочной смеси срезается.
• д) Нижняя опока с заформованными в ней моделями переворачивается на 180° поверхностью разъема вверх.

е) На нижнюю опоку 4 устанавли­вается верхняя опока 7 и модель стояка 6 (стояк – вертикальный литейный канал). Весь объем верхней опоки засыпается формовочной смесью и смесь уплотняется.

ж) Излишек смеси срезается вровень с кромкой верхней опо­ки. Выполняются наколы для вентиляции формы.

1. з) Модель стояка извлекается из формы и снимается верхняя опока.
2. и) В нижней опоке прорезаются горизонтальные литниковые каналы-питатели 8 («путики»)
3. к) Модели извлекаются из формы.
4. л) Форма вновь собирается и отправляется на участок литья — «плавильню», где происходит сушка формы и заливка в нее металла.

«Неверные» термины

Просматривая сообщения на форумах, посвященным металлопластике, читая статьи о медном литье, иногда приходится встречаться с такими словосочетаниями, как «изготовили матрицу», «вырезали форму» и т.п.

Теперь Вы знаете, что если при этом речь идет о литых иконах XVIII-XIX веков, значит имеет место либо неправильное употребление терминов, либо неверное представление о технологии литья того времени.

Повторное уточнение: при литье икон других веков, а также для литья нательных крестов кроме описанной технологии литья в землю могли использоваться и другие технологии литья (хотя основным все равно было литье в землю).

Литье в землю — современность

Во всех современных справочниках по литью технология литья в землю рассматривается как наиболее простая технология, с помощью которой можно получить только грубые отливки. Про то, что наши предки литьем в землю могли получать изделия с ювелирным качеством отливки, все забыли.

На нашем предприятии, как и в производстве наших основных конкурентов, при литье икон используется технология литья по восковым выплавляемым моделям. Но нельзя исключить, что где-то нашелся умелец, который воссоздал технологию литья старых мастеров. И тогда его отливки ничем не будут отличаться от отливок прежних веков.

Проверьте себя

Теперь, когда Вы познакомились с технологией изготовления форм для литья икон в XVIII-XIX веках, вспомните вопрос, заданный в начале этой страницы. Возможно, Вы уже сумеете дать на него правильный ответ.

Когда формовщик перевернул заформованную нижнюю опоку, он увидел, что одна из моделей сместилась, и отливку делать нельзя (например, сместившаяся модель перекрыла литейный канал или зазор между моделями стал настолько мал, что появился риск прорыва формы в этом месте при заливке металла).

Вместо того, чтобы заново переформовать нижнюю опоку, формовщик вынул сместившуюся модель, вдавил ее в «правильном» месте и продолжил формовку. Но первый, «неправильный» отпечаток при этом полностью не исчез. В результате в форме, а затем и в отливке, сформировалось «двойное» изображение.

И этот очевидный брак вместо того, чтобы быть отправленным в плавильную печь, попал в продажу. Видимо, вопреки распространенному мифу о высочайшей ответственности мастеров прошлых веков, некоторые из них не были непогрешимыми работниками, и им тоже были свойственны слабости. Есть тому и другие подтверждения. Но это уже совсем другая история…

Другие материалы раздела Медные литые иконы, кресты, складни

Источник: http://www.olevs.ru/novgorodskoe_litje/static/lite_v_zemlyu/

Литье в землю

Литье в землю – это технология литья в машиностроении, которая используется для единичного или мелкосерийного производства деталей сложной формы из стали, чугуна, других металлов и их сплавов.

ОАО «Машиностроительный завод «Труд» (Новосибирск) является крупнейшим в Новосибирске предприятием, которое оказывает услуги по изготовлению готовой продукции методом литья. Мы производитм изделия в точном соответствии с действующими в нашей стране ГОСТ и международными стандартами качества.

Описание технологии

Литье в землю – это простой и дешевый процесс получения готовых изделий. Теоретически он не имеет ограничений по размеру отливаемой детали. Однако форма может иметь только простую конфигурацию, так как после остывания нужно извлечь готовое изделие из нее.

Суть метода заключается в производстве отливочной формы на основе готового изделия или его макета. Материалом для изготовления форм выступают песчано-глинистые смеси, что и дало название технологии. После изготовления формы в нее заливается расплавленный металл или сплав и оставляется до остывания.

Метод литья в землю применяется для разового или мелкосерийного производства. Таким же образом может быть организовано массовое производство отливок. В большинстве случаев областью применения этого метода литья является получение крупных отливок весом до сотни тонн. Например:

• Станины станков;
• Корпуса турбин и т. п.

Так как технология предусматривает точность размеров ниже 14 квалитета и шероховатость выше 0,3 мм, необходима обработка изделий перед их дальнейшим использованием. Для этого применяется металлорежущее оборудование.

Плюсы и минусы технологии

Рассмотрим основные преимущества и недостатки литья в песчано-глинистые формы. К достоинствам технологии можно отнести:

• Универсальность. С помощью этого метода можно изготавливать детали любых габаритов и разной формы;
• Использование разных материалов. Этот способ производства позволяет получать готовую продукцию и заготовки из тугоплавких и труднодеформируемых сплавов, углеродистой стали.
• Дешевизна. Технология литья в землю имеет низкую себестоимость, что позволяет получать дешевые детали. Это особенно важно в рамках единичного или мелкосерийного производства, при изготовлении опытных экземпляров.
• Быстрота. С момента разработки модели до момента получения готовых изделий проходит минимальное количество времени, что важно для опытных производств.

К минусам этого способа литья можно отнести только невозможность получения тонкостенных деталей и необходимость последующей обработки изделий на металлорежущих станках.

Для оформления заявки на литье в песчано-глинистые формы свяжитесь с нашими менеджерами по указанному телефону или воспользуйтесь формой на сайте. Специалисты компании предоставят необходимые консультации, помогут решить организационные вопросы и оформить техническое задание на литье.

Источник: https://zavodtrud.ru/tekhnologii/lite-v-zemlyu

Глава 5 литье в землю

Литье в землю
является сравнительно простым и
экономичным технологическим процессом
Во многих отраслях машиностроения
(ав­томобилестроение, станкостроение,
вагоностроение и др) при массо­вом
производстве отливок чаще всего
применяется этот метод Для изготовления
художественных отливок литье в землю
используется гораздо реже, главным
образом, из-за сравнительно низкого
качества поверхности

Термин «литье в
землю» многими литейщиками считается
жаргон­ным Однако, по мнению авторов
этого учебника, общепризнанный термин
«литье в песчаные формы» не совсем
точен, так как при вакуумно-пленочном,
оболочковом литье и других близких к
ним процессам используются формы, в
которых огнеупорной основой яв­ляется
песок

5.1. МОДЕЛИ

При литье в землю
формовка производится по постоянным
моделям По конструкции модели могут
быть цельными, разъемными, с отъ­емными
частями и со знаками (для пустотелых
отливок)

131

Модели более сложных изделий, боковые
стенки которых имеют уклоны не в одном
направлении, изготавливают разъемными
(рис. 5.2). Линия разъема модели должна
лежать в плоскости разъема опок Части
разъемных моделей соединяются между
собой шипами. При изготовлении формы
одна часть модели извлекается из верхней
опоки, а другая — из нижней.

Если изделие имеет выступы, которые не
позволяют извлечь модель из формы,
модель изготавливают с отъемными
частями, которые крепятся к основной
модели шпильками (рис 5 3). После завершения
формовки сначала удаляют модель из
формы, оставляя в ней отъемные части,
которые удаляют отдельно.

Модели для пустотелых отливок имеют
знаки (специальные полости). В местах
расположения знаков крепятся стержни
(см. п. 53), которые формируют внутреннюю
полость отливок (см. рис. 5.2, г).

Когда
полость отливки имеет выходы с двух
сторон (колонки, трубы, втулки), знаки
на модели также делаются с двух сторон
Если внутрен­няя полость имеет выход
только в одну сторону (как в бюстах и
статуэтках), необходимо обеспечить
надежное крепление знака стер­жня в
форме.

• Модели изготавливают из различных
  материалов: дерева, гипса, металла.
• Чаще всего используют дерево, как
  наиболее дешевый и легкообрабатываемый
  материал.
• Для изготовления моделей крупного
  архитектурно-художественно­го литья
  с простым рельефом (колонки, тумбы,
  решетки, постаменты)
• 132

обычно применяют сосну Сосна слабо
впитывает влагу и мало подвер­жена
короблению. Для небольших моделей со
сложной поверхностью сосна непригодна:
она имеет крупные волокна, легко колется
вдоль них, выкрашивается в тонких
сечениях и задирается при обработке на
токарных .станках.

Модели, которые необходимо обрабатывать
на токарных станках, чаще всего делают
из березы.

Наиболее сложные модели, поверхность
которых декорирована тонкой резьбой,
вытачивают из прочных и вязких пород
дерева: ябло­ни, груши, красного или
черного дерева. Эти модели значительно
дороже сосновых и березовых, но хорошее
качество и продолжитель­ный срок
службы вполне окупают затраты на
материалы.

1. В отличие от деревянных, металлические
   модели имеют целый ряд преимуществ. Они
   не коробятся, хорошо сохраняют свою
   форму, имеют прочную чистую поверхность
   и значительный срок службы
2. Для изготовления моделей широко
   используется чугун, как дешевый и
   достаточно прочный материал Из чугуна
   чаще изготавливают круп­ные простые
   модели, не имеющие острых и мелких
   выступов (модели решеток, колонн,
   постаментов, поручней и т п ).
3. Однако чугун плохо поддается ручной
   обработке, обладает низкой коррозионной
   стойкостью, плохо паяется, кроме того,
   это хрупкий материал, из-за чего
   выкрашивается поверхность модели.
4. 133

Латунь является одним из лучших материалов
для изготовления моделей мелких и
сложных художественных отливок.

Латунные
моде­ли, не ржавеют, хорошо воспринимают
и сохраняют чеканку и грави­ровку,
имеют чистую гладкую и плотную поверхность,
они хорошо паяются.

Из латуни обычно
делают модели небольших ажурных
каби­нетных украшений, а также модели,
которые необходимо сохранить на
продолжительный срок.

К недо­статкам этих моделей
относят меньшую поверхностную прочность
по сравнению с моделями из чугуна и
латуни.

Поверхность алюминиевых моделей
быстро изнашивается, на ней остаются
следы от наколов при формовке, подрезки
кусков при кусковой формовке. Ремонт
моделей затруднен, поскольку алюминий
плохо поддается пайке.

Гипсовые модели очень удобны для
сохранения художественного оригинала,
как правило выполненного скульптором
из пластика, глины или воска. Гипсовые
модели изготавливают путем заливки
раствора гипса в приготовленную по
пластилиновому, воско­вому или
глиняному оригиналу гипсовую же форму.

Источник: https://studfile.net/preview/2567396/page:12/

Литьё чугуна в землю

Литьё чугуна в землю является экономически недорогим и простым процессом, который используют на протяжении более 500 лет.

Таким образом отливаются формы массой до 200 тонн, один из прекрасных примеров литья чугуна в землю – это отлитая в 1586 году «Царь пушка». На данный момент литьё в землю используется в машиностроении, станкостроении, автомобилестроении.

Многие памятники так же были изготовлены этим способом. У литья в землю есть свои преимущества и недостатки, которые будут рассмотрены ниже.

Модели для литья в землю

Чтобы получить  готовое изделие, предварительно изготавливается модель, которая в точности повторяет будущее изделие. Обязательное условие при литье чугуна в землю – это превышение размера модели на процент усадки чугуна.

Дело в том что расплавленные металлы имеют свойство расширятся, а при охлаждении масса металла уменьшается в объёме, то есть, говоря по-другому – металл имеет усадку.

Чтобы готовое изделие имело точный размер, модель делают большего размера с учётом будущей усадки.

Модели для литья могут быть разборные, полнотелые, пустотелые, с разными дополнительными съёмными частями. Для художественного литья используют выплавляемые модели, либо выжигаемые (из пенонаполненного пластика). Несложные художественные формы изготавливают по неразборным моделям ( часто односторонним, плоским).

Пустотелые отливки изготавливают с применением стержней, которые устанавливают в формы. Стержни формируют в будущей отливке полости и глубокие выемки.

Таким образом изготавливали крупные памятники, полости внутри позволяют экономить металл и получить более качественную отливку.

Дело в том что меньший слой металла имеет меньшую усадку, что положительно сказывается на качество получаемой поверхности, уменьшает количество раковин и других браков отливки.

  В качестве материалов для моделей используют глину или гипс, эти материалы не такие прочные, но позволяют делать модели для малосерийных отливок. На продвинутых производствах для изготовления форм для будущих отливок используют станки с ЧПУ, управляемые специальным программным обеспечением.

В этом случае модели получаются наиболее качественные, выполненные с высокой точностью.

Обработку моделей производят любым подходящим инструментом, то есть, используются фрезеровочные, токарные, точильные станки, а так же, как было упомянуто выше, многофункциональные роботизированные станки с ЧПУ. В последнее время для изготовления особо сложных моделей, применяются 3D принтеры. Они с максимальной точностью позволяют реализовать реальную модель, спроектированную в программе моделирования.

Опоки для отливки

Опока для отливки – это ёмкость (ящик, коробка),  которая предназначена для изготовления самой литейной формы из модели. Форма в опоке формируется из нескольких полуформ. Выплавляемые модели позволяют изготавливать неразборные формы, которые после заливки и остывания металла просто разбиваются.

Формы в опоке могут быть многоразовые или одноразовые. Как правило, формы  для литья изготавливают одноразовые. Раньше отливки особо крупных размеров использовали в качестве опоки саму землю. То есть, форма для литья формировалась непосредственно в слое земли.

Сейчас в качестве опоки используются ящики из металла и немного реже из дерева.

Стержни для литья

Стержни в форме для литья необходимы, чтобы формировать в отливках полости разного объёма, размера и длины. Стержни подвергаются воздействию расплавленного металла, поэтому они должны выполняться из газопроницаемых, прочных, термостойких материалов.

В зависимости от размеров отливки, заливаемого металла, свойств сплава, для стержней используют специально подобранные смеси. В основном стержни делают из смесей кремнезёмистых элементов, песка, графита, каолина, шамота.

Стержни могут быть изготовлены с внутренними полостями, таким образом, в эти полости будут удаляться образующиеся при литье чугуна газы. Так же наличие полостей в стержнях позволяет легче их удалить из уже готового изделия. Для примера можно привести литьё чугунных батарей.

В этом изделии внутренняя полость, образуемая с помощью стержней определённой формы, имеет внутренние пустые пространства. Без наличия полостей в стержнях, удалить их будет проблематично.

Формовка для заливки

Формовка формы (тут немного технической тавтологии) производится разными способами. Если изделие несложной формы, то формовку выполняют заливкой (либо заполнением) формовочной смесью.

В основном используют кремнезёмистые составы, основной состав которых это смесь глины и песка, с дополнительными компонентами. Так в основном производится изготовления форм для заливки чугуна в землю.

При формовке производится трамбовка формообразующего состава, последующая сушка и дополнительный прогрев.

Заливка чугуна в готовые формы

Заливку чугуна производят в подготовленную, собранную форму. Предварительно форма высушивается и дополнительно прогревается. В зависимости от тиража форма на модели, как правило, разъёмная, предварительно собирается и готовится для заливки металла.

В подготовленную высушенную и прогретую форму уже можно производить заливку расплавленного чугуна. Залитая металлом форма остывает, затем изделие освобождают от внешней формовочной смеси, а также удаляют внутренние стержни. Затем готовое изделие проходит тщательную очистку и механическую обработку.

Дальше изделие может подвергаться дополнительной химической пассивации, окраске и упаковывается.

Сотни тысяч современных изделий льются из чугуна именно в песчано-земляные формы. Из положительных сторон данной технологии можно отметить её невысокую стоимость и простоту. Отрицательным моментом можно считать невысокое качество поверхности, а также брак некоторых изделий.

Но всё же технология продолжает работать и будет востребована ещё продолжительное время.

Источник: https://zsm-m.ru/products/liteynoe-proizvodstvo/litye-chuguna-v-zemlyu/

Метод литья в землю

Наиболее простым и древним способом является литье металла в землю. Но «простота» его — относительно условное понятие, так как работа эта требует предельно кропотливой подготовки. Что под ней подразумевается? Сперва в модельном цехе делается полноразмерная и максимально подробная модель будущей отливки.

Причем размер ее должен быть несколько больше того изделия, которое должно получиться, так как металл при охлаждении будет оседать. Как правило, модель делают разъемной, из двух половинок. Как только с этим покончено, готовят специальную формовочную смесь.

Если у будущего изделия должны быть внутренние полости и пустоты, то придется готовить еще и стержни, а также дополнительный формовочный состав. Они должны временно заполнить те участки, которые в готовой детали «пустуют».

Если вас интересует литье металлов в домашних условиях, обязательно помните об этом обстоятельстве, так как в противном случае уже заполненную опоку может попросту разорвать давлением, причем последствия этого могут оказаться самыми печальными.

Из чего изготавливаются формовочные смеси?

Основой служат различные сорта песков и глин, а также связующие составы. В их роли могут выступать масла натуральные и синтетические, олифа, смола, канифоль, да хоть деготь. Далее наступает время формовщиков, в задачу которых входит изготовление литейных форм.

Если объяснять проще, то делается это так: берется деревянный ящик, в него кладется половинка от формы (она же разъемная), а промежутки между стенками модели и формы забиваются формовочным составом. То же самое делают со второй половиной и скрепляют обе части штырями.

Важно заметить, что в ту часть формы, которая при заливке окажется наверху, вставляют два специальных конуса. Один из них служит для заливания расплавленного металла, второй – для выхода расширяющихся газов.

Окончание подготовительного этапа

После этого их покрывают особой краской. Делается это, чтобы расплавленный металл не вступал в непосредственное соприкосновение с землей формовочной смеси.

Этого технология литья металлов допускать не должна, так как в противном случае качество готового изделия может значительно ухудшаться. Если в этом есть необходимость, в это же время прорезается дополнительный литниковый проход, необходимый для заливки расплава.

Опоки вновь складывают и максимально прочно соединяют. Как только формовочная смесь слегка подсохнет, можно приступать к литью.

Начало литья

Сперва в вагранках, то есть специальных печах, расплавляют чугунные заготовки. Если же требуется отливать сталь, то сырье плавят в доменных, мартеновских, инверторных и прочих печах. Чтобы привести в состояние расплава цветные металлы, используют специализированные плавильные устройства.

Все, можно приступать к литью. Если форма одна, то расплав туда вливают ковшом, в индивидуальном порядке. В остальных же случаях, как правило, организуется конвейер: или лента с заготовками идет под ковшом, или же ковш движется над рядами опок. Здесь все зависит исключительно от организации производства.

Когда приходит время и металл остывает, его вынимают из формы. В принципе, этот метод идеален в тех случаях, когда требуется литье металлов в домашних условиях (для кузни, например). Чего-то более совершенного в таких условиях добиться все равно не получится.

Пескоструйными или шлифовальными машинами с готового изделия снимается окалина и приставшая формовочная смесь. Кстати говоря, этот метод активно применялся при производстве танков во время Великой Отечественной войны.

Источник: http://zslit.ru/blog/3_metod-litya-v-zemlyu.html