Литье по газифицируемым моделям: технология, преимущества

Литье по газифицируемым (выжигаемым) моделям из сополимера и пенополистирола. ЛГМ-процесс

ЛГМ-процесс (POLICAST) — современная технология производства высокоточных отливок, позволяющих значительно уменьшить расходы на передел и снизить себестоимость готовой продукции. Пенополистирол относится к так называемым твердым пенам или ячеисто-пленочным дисперсным системам, которая в физической химии определяются как дисперсия газа в твердом веществе.

Метод литья ЛГМ: модель из сополимера или полистирола (пенопласта), полученная в модельных автоматах или автоклавах, покрывают противопригарной краской, засыпают песком в вакуумной опоке и накрывают полиэтиленовой пленкой для создания разряжения.

Вакуумная опока подключается к насосу вакуумной системы. Производится заливка жидкого металла в форму и замещение расплавом пенополистирольной модели, которая испаряется в газ. Получаемая отливка имеет чистоту поверхности Rz40 до 7-ого класса точности.

• чугун практически всех марки от СЧ15 до ВЧ50;
• стали от низко- и среднеуглеродистых низколегированных (с содержанием углерода от 0.20%) до высоколегированных, жаропрочных марок сталей и спецсталей;
• цветные металлы: медь, алюминий, бронза, латунь.

Преимущества технологии ЛГМ (POLICAST-process):

1. Главные достоинства — возможность производства отливок высокой точности и качества при значительном снижение трудозатрат и себестоимости изготовления.
2. Практически безотходное производство — примерно 97% песка повторно используется в системе пескооборота. Потери песка составляет всего 3%, которые складываются на отсев мелкой фракции, обеспыливание и потери в виде просыпи.
3. Простая технология формовки без связующих компонентов и формовочных смесей. В технологии ЛГМ для формовки используется только песок.
4. Высокая точность литья позволяет минимизировать затраты на финишную мехобработку или даже отказаться от нее.
5. Используется для изготовления сложных и точных отливок, которые другими способами получить затруднительно. Очень выгодно эта технологии нашла применение для изготовления шнеков, корпусов, звездочек, головок и блоков цилиндров двигателей, художественных и другие отливок.

Этапы проектирования и изготовления комплекса ЛГМ:

• разработка технического задания на проектирование;
• проектирование и изготовление комплекса ЛГМ;
• проектирование и изготовление литейной оснастки;
• поставка оборудования;- монтаж и пусконаладка на площадке Заказчика;
• обучение персонала и запуск оборудования;- отработка технологии литья;
• ввод оборудования в эксплуатацию и постановка на гарантийное обслуживание.

Комплекс литья по газифицируемым моделям состоит из 2-х основных участков: «Белый цех» и «Черный цех». «Белый цех» — это участок изготовления пенополистирольных моделей, покраски и сушки модельных блоков. «Черный цех» — участок формовки и заливки модельных блоков, включающий линию формовки и систему пескооборота.

Литьё по газифицируемым моделям — способ получения отливок, использующий модель, изготовленную из материала, который газифицируется при заливке расплавленного металла в литейную форму. Самым распространённым материалом для моделей является пенополистирол.

Литьё по газифицируемым моделям как новый технологический процесс появился в середине 50-х годов. Его главным назначением было повысить точность литья при значительном уменьшении затрат на оборудование и материалы по сравнению с технологией литья по выплавляемым моделям.

  Какое масло лить в мотоблок лифан

Способ литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) обладает рядом преимуществ [ источник не указан 3332 дня ] :

• Резко уменьшить затраты на оборудование
• Сократить число технологических операций
• Благодаря использованию в качестве формовочного материала оборотного кварцевого песка и упрочнения формы вакуумом исключается использование стержней и оборудования для их изготовления
• Сократить операции финишной обработки отливок
• Снизить до минимума количество отходов производства
• Сократить трудозатраты в 2—4 раза
• Снизить потребление электроэнергии в 2—3 раза
• Сократить и оптимально использовать производственные площади
• Уменьшить затраты на вспомогательные материалы в 3—5 раз

Содержание

Преимущества [ править | править код ]

№ п.п.
Показатель
ПФ
ХТС
ВПФ
ЛВМ
ЛГМ

1	Точность (макс), класс по ГОСТ 26645-85	6…7	5…6	6…7	4…5	3…4
2	Шероховатость (min, Ra) по ГОСТ 26645-85	10…16	6,3…10,0	3,2…6,3	3,2…5,0	3,2…6,3
3	Расход формовочных материалов/энергоносителей	1/1	2…4	0,2…0,5	5…10	0,2…0,5
4	Трудоемкость	—	0,7…0,9	1,1…1,2	2,3…2,5	0,2…0,8
5	Стоимость модельной оснастки	—	2…5	2…5
6	Затраты на организацию производства	—	1,1…1,2	1,1…1,2	1,5…3,0	1,8…2,0

Затраты на организацию производства ЛГМ, включают в себя проектирование и изготовление пресс-форм. Технология ЛГМ позволяет получать отливки весом от 10 грамм до 2000 килограмм с чистотой поверхности Rz40, размерной и весовой точностью до 7 класса (ГОСТ Р 53464-2009).

Материалы отливок

• практически все марки чугунов от СЧ15 до ВЧ50, износостойкие
• стали, от простых углеродистых ст. 20-45 до высоколегированных, теплостойких и жаропрочных
• практически все литейные марки бронз, латунь, алюминий

Технология ЛГМ продолжает активно развивается во всем мире, но многие российские компании продолжают использовать устаревшие методы литья — более дорогие, требующие больше усилий и времени. Внедрению современного способа литья по ЛГМ мешает недостаток информации и укоренившиеся стереотипы.

Технологический цикл [ править | править код ]

Изготовление моделей [ править | править код ]

Для изготовления моделей используется литейный полистирол мелких фракций 0,3 мм — 0,9 мм. (в зависимости от габаритов детали). Полистирол предварительно подвспенивается на паровой ванне и просушивается.

В пресс-формы задувается подвспененный полистирол, пресс-формы устанавливают в автоклав и выдерживают до спекания гранул полистирола. Затем охлаждают и достают готовые модели.

Другой способ изготовления моделей — на модельных автоматах, что повышает производительность в 2-4 раза.

Формирование куста и окраска моделей [ править | править код ]

Модели собираются в блоки (кусты) склеиванием, либо припаиваются. Окраска блоков моделей производится в 1 слой специальным противопригарным покрытием путём окунания в ванну, либо при сложной конфигурации отливок, обливом. Сушка окрашенных блоков производится в камере при температуре 40-60С в течение 2-3 часов.

Формовка [ править | править код ]

Формовка блоков моделей производится в специальные опоки на вибростоле постепенной засыпкой песком, либо послойно.

Подача опок на заливочный участок [ править | править код ]

Заформованные опоки подаются на заливочный участок. Опоки подсоединяются к вакуумной системе. Наверх формы укладывается полиэтиленовая плёнка. После включения вакуумного насоса и системы очистки газов, формовочный песок приобретает необходимую прочность.

Заливка металла [ править | править код ]

Заливка металла производится прямо в полистирольные стояки. Горячий металл выжигает (газифицирует) полистирол и занимает его место. Выделяющиеся газы отсасываются через слой краски в песок вакуумной системой. Металл точно повторяет форму полистирольного блока с моделями.

Охлаждение отливок [ править | править код ]

Залитые блоки моделей остывают в песке от 5 минут до нескольких часов в зависимости от толщины отливки, массы детали и технических условий, оговорённых технологическим процессом.

Отрезка и очистка деталей [ править | править код ]

После извлечения блоков из опоки и отрезки отливок от литниковой системы, они проходят очистку от остатков антипригарного покрытия.

  Токарный станок иж 250 паспорт

Влияние на экологию [ править | править код ]

Отходы
Традиционный метод
ЛГМ-процесс

Пыль	50 кг	16
Окись углерода	250 кг	—
Окись серы	1,5-2 кг	0,2-0,3 кг
Твердые отходы	1200-1500 кг	0,05 — 0,1
Отработанная вода	0,3-0,5 м3	—

Применение технологий литья по газифицируемым моделям — важный шаг в области охраны окружающей среды. ЛГМ-технологии активно применяются во всем мире.

В традиционном литейном производстве основной источник токсичных веществ, выделяемых в атмосферу, — это связующие материалы и синтетические смолы, используемые при изготовлении стержней и форм.

При заливке, вредные вещества выделяются в воздух производственного помещения, и его очистка представляется довольно сложным мероприятием. При ЛГМ-процессе модель для отливки создается из пенополистирола. В процессе выжигания полистирол полностью разлагается на газообразные составляющие.

Опоки с моделями для заливки подключены к вакуумной системе, поэтому все вредные газы поступают сразу в систему очистки, практически не попадая в помещения.

Антиприграрные покрытия на водных связующих практически не загрязняют песок и легко отделяются при просеивании и в системе охлаждения. Один-два раза в год песок очищают методом терморегенерации. Для удаления пыли на производствах используются аспирационные установки и циклоны с высокой степенью очистки.

Многократное использование песка позволяет добиться минимальных потерь — всего 0,5-1 % (пыль кварцевого песка, остатки краски). На комплексах литья по газифицируемым моделям используется оборотное водоснабжение плавильных печей. Используемое тепло не утилизируется.

Оно используется для обогрева производственных помещений, а также подается в помещения для сушки и хранения полистирольных моделей. Это позволяет значительно снизить внешнее водопотребление и слив отработанной воды в канализацию, а также минимизировать потребление электрической или тепловой энергии, требуемой для обогрева.

Это скорее относится к косвенной защите окружающей среды. Водоснабжение не сильно влияет на экологичность производства, но снижение потребления энергии от внешних источников снижает вред, наносимый природе котельными или электростанциями.

Формовка [ править | править код ]

Во всей технологической цепочке литья по газифицируемым моделям формовка является одним из важнейших факторов для получения точных отливок высокого качества. Формовка — это заполнение опоки с полистирольными моделями песком. С этим связаны две сложности.

Первая — заполнить песком все свободное пространство в опоке, все полости и каналы моделей. Если этого не сделать, то металл при заливке прорвется через стенку пригарного покрытия и уйдет в песок. Вторая сложность — формовка деталей с тонкими стенками.

Слишком сильное или неравномерное воздействие песком может повредить деталь.

Упрощённый алгоритм формовки выглядит так:

1. засыпка песчаной подушки на дно опоки
2. уплотнение песчаной подушки
3. установка модели или куста
4. послойная засыпка и уплотнение

Человечество освоило литье металлов примерно 4 тысячелетия назад. Литьем получали изделия из золота, серебра, меди, железа и их сплавов. Традиционно литье осуществлялось «в землю», или в формы из песчано-глиняных смесей.

Формы изготавливались на основе моделей (макетов) из дерева, гипса или воска. Этот метод сохраняет популярность и сегодня, так, например, в России больше половины отливок деталей для машиностроения выполняются по этому методу. Несмотря на дешевизну материала, способ страдает от большой трудоемкости работ по моделированию и формовке — модель необходимо извлечь из формы перед отливкой.

ЛГМ-процесс

Метод литья по газифицируемым моделям, или ЛГМ, лишен этих недостатков. Он был разработан и запатентован в середине 20 века и с тех пор завоевал популярность во всем мире.

Применение метода в России сдерживает инерция мышления наших металлургов и недостаток информации о методе.

Суть метода заключается в том, что форма для литья уплотняется вокруг газифицируемого макета из легкоплавкого пластика. Чаще всего для ее изготовления используются плотные сорта пенопласта.

Газифицируемая модель, вокруг которой утрамбована в опоку форма, не извлекается из нее, а при заливке горячего расплава плавится, переходит в газообразное состояние и испаряется через массу формовочной смеси.

Металл занимает освободившееся место, повторяя в мельчайших деталях ее форму и структуру поверхности.

  Как пользоваться тахометром для бензопилы

Визуализация технологии литья по газифицируемым моделям

• Пенопласт легче обрабатывается, чем дерево.
• Пенопласт не намокает и не коробится, из него проще создавать газифицируемые макеты сложной формы.
• Не требуется высшая квалификация сотрудников.
• Газифицируемую модель не требуется извлекать, что приводит к упрощению процесса формовки и к многократному уменьшению его трудоемкости.
• Снят риск повреждения формы при извлечении газифицируемого макета, не требуется ее доработка.

Метод пригоден для отливки стали, чугуна, бронз и латуней.

Литье в ЛГМ-приобретает все большую популярность на российских металлургических предприятиях и в мастерских художественного литья

Технология литья по газифицируемым моделям

Технологический процесс изготовления отливок модифицирован по сравнению с обычным способом.

Технология литья по газифицируемым моделям

Литье отливок по ЛГМ осуществляется в специальной изолированной от окружающего воздуха камере. В момент заливки жидкого металла пенопласт испаряется, и образовавшиеся газы отсасываются вакуумным насосом, создающим разрежение 0,3-0,7 атм.

Эти газы через трубопровод попадают в установку дожига и канализации, в которой обезвреживаются содержащиеся в них ядовитые вещества.

Это еще одно важное преимущество метода литья в ЛГМ перед традиционными методами, вызывающими большую загазованность цеховых помещений.

После остывания форма разбивается и отливка извлекается для очистки и, если это необходимо, дополнительной обработки. Песчано-глиняная смесь после измельчения и просеивания готова к повторному использованию.

В целом данный метод производства отливок характеризуется большей сложностью оборудования и меньшей трудоемкостью по сравнению с традиционными методами.

Модельные материалы и способы изготовления

В качестве материалов для газифицируемых моделей шире всего применяется плотный пенопласт (вспененный полистирол) мелких фракций.

Плотный пенопласт для ЛГМ

В зависимости от размеров детали применяются гранулы от 0,2 до 1,0 мм. Материал обладает такими ключевыми свойствами, как:

• Низкая цена.
• Высокая прочность.
• Легкообрабатываемость.

Вторым важным материалом для газифицируемых моделей являются антипригарные покрытия, которыми смазывают поверхность модели перед формовкой. Современные покрытия делают на основе водных связующих, они обладают высокой экологичностью.

Антипригарные покрытия для ЛГМ

Газифицируемые модели для отливок по ЛГМ производятся двумя способами. Небольшие матрицы для массовых отливок делают методом экструзионного вдувания жидкого пенопласта в алюминиевые изложницы.

Их изготовляют в свою очередь методом литья или механической обработки.

Газифицируемые макеты для изготовления сложных отливок вырезают из твердого куска пенопласта раскаленной нихромовой проволокой, закрепленной в шаблоне или в станке с ЧПУ.

Газифицируемые модели для литья

С помощью склеивания можно создавать газифицируемые модели для литья деталей больших размеров и практически любой конфигурации.

Не является больше сложностью любое количество и глубина выступов и впадин, внутренних полостей и переменных уклонов поверхностей.

Не требуется высокое искусство проектировщика и модельщика и многие часы ручного труда. Теперь это — простая последовательность операций.

Источник: https://crast.ru/instrumenty/lite-po-gazificiruemym-modeljam-tehnologija

Производство высокоточных сложных отливок по разовым моделям

Особенность литья по разовым моделям заключается в однократном использовании модели, которая остается в форме и удаляется из нее путем выплавления, газофицирования, растворения, испарения или размораживания. Наиболее эффективными для применения в литейном производстве оказались выплавляемые и газофицируемые модели.

1. Литье по выплавляемым моделям

Сущность процесса заключается в следующем. Модели или звено моделей 2 изготовляют в разъемной пресс-форме 1, рабочая полость которой имеет конфигурацию отливки с припусками на усадку и обработку резанием (рис. 1 а).

Рисунок 1 – Последовательность изготовления многослойной оболочковой формы по выплавляемым моделям: а – изготовление модели; б – сборка блока; в – погружение блока в жидкую смесь; г – обсыпка; д – сушка; е – удаление модели; ж – засыпка; з – прокаливание; и – заливка; 1 – пресс-форма; 2 – модель; 3 – блок моделей; 4 – оболочка; 5 – огнеупорный материал; 6 – воздушный поток; 7 – вода; 8 – наполнитель; 9 – печь; 10 – прокаленная форма

Модель изготовляют из материалов, имеющих невысокую температуру плавления (воск, стеарин, парафин), способных растворяться (карбамид) или сгорать без образования твердых остатков (полистирол). Готовые модели или звенья моделей собирают в блоки 3 (рис. 1 б), включающие модели элементов литниковой системы из того же материала, что и модель.

Блок моделей состоит из звеньев, центральная часть которых образует модели питателей и стояка. Модели чаши и нижней части стояка изготовляют отдельно и устанавливают в блок при его сборке.

Блок моделей погружают в емкость с жидкой формовочной смесью — суспензией для оболочковых форм, состоящей из пылевидного огнеупорного материала, например кварца или электрокорунда, и связующего (рис. 1 в). В результате на поверхности модели образуется тонкий (менее 1 мм) слой суспензии 4.

Для упрочнения этого слоя, увеличения его толщины на него наносят слои огнеупорного зернистого материала 5 (мелкий кварцевый песок, электрокорунд, зернистый шамот) (рис. 1 г). Операции нанесения суспензии и обсыпки повторяют до получения на модели оболочки требуемой толщины (3-10 слоев).

Каждый слой покрытия высушивают на воздухе или в парах аммиака 6, что зависит от связующего (рис. 1 д). После сушки оболочковой формы модель удаляют из нее выплавлением, растворением, выжиганием или испарением.

Для упрочнения перед заливкой оболочковую форму помещают в металлический контейнер и засыпают огнеупорным материалом 8 (кварцевым песком, мелким боем использованных оболочковых форм) (рис. 1 ж).

Для удаления остатков моделей из формы и упрочнения связующего контейнер с оболочковой формой помещают в печь 9 для прокаливания (рис. 1 з). Форму прокаливают при температуре 1223- 12730 К.

Прокаленную форму 10 извлекают из печи и заливают расплавом (рис. 1 и).

После затвердевания и охлаждения отливки до заданной температуры форму выбивают, отливки очищают от остатков керамики и отрезают от них литники.

Во многих случаях оболочки прокаливают в печи до засыпки огнеупорным материалом, а затем для упрочнения их засыпают предварительно нагретым огнеупорным материалом. Это позволяет

сократить продолжительность прокаливания формы перед заливкой. Малая шероховатость поверхности формы при достаточно высокой огнеупорности и химической инертности материала позволяет получать отливки с поверхностью высокого качества.

После очистки отливок от остатков оболочковой формы шероховатость их поверхности характеризуется величиной Rz = 40-10 мкм, а в отдельных случаях достигает Ra = 2,5 мкм.

Отсутствие операций разъема моделей и формы; использование для изготовления моделей материалов, позволяющих не разбирать форму при удалении модели; высокая огнеупорность материалов формы; нагрев ее до высоких температур перед заливкой – все это обеспечивает возможность получения отливок сложнейшей конфигурации, максимально приближающийся к конфигурации готовой детали практически из любых сплавов. Коэффициент точности отливок по массе может достигать 0,85-0,95, что резко сокращает объемы обработки резанием и отходы металла в стружку. Точность отливок соответствует 8-11-му квалитетам, а припуски на обработку резанием для отливок размером до 50 мм составляют около 1,4 мм, а размером до

Наряду с преимуществами способ обладает следующими недостатками:

1. процесс изготовления формы многооперационный, трудоемкий и длительный;
2. большое число технологических факторов, влияющих на качество формы и отливки, и соответственно сложность управления качеством;
3. большая номенклатура материалов, используемых для получения формы (материалы для моделей, суспензии, обсыпки блоков, опорные материалы);
4. сложность манипуляторных операций изготовления моделей и форм, автоматизации этих операций;
5. повышенный расход металла на литники и поэтому невысокий технологический выход годного.

Указанные преимущества и недостатки определяют эффективную область использования литья в оболочковые формы по выплавляемым моделям:

1. 1. изготовление отливок, максимально приближающихся по конфигурации к готовой детали с целью снижения трудоемкости обработки металлов и сплавов резанием; замена трудоемких операций сварки или пайки для повышения жесткости, герметичности, надежности конструкций детали, узла;
   2. изготовление тонкостенных крупногабаритных отливок повышенной точности с целью снижения массы конструкции при повышении ее прочности, герметичности и других эксплуатационных свойств;
   3. изготовление отливок повышенной точности из сплавов с особыми свойствами и структурой.

Производство отливок по выплавляемым моделям находит широкое применение в различных отраслях машиностроения и в приборостроении.

Использование литья по выплавляемым моделям для получения заготовок деталей машин взамен изготовления их из кованых заготовок или проката позволяет в среднем уменьшить отход металла в стружку на 34-90 %; снизить трудоемкость обработки резанием на 25-85 %; себестоимость изготовления деталей на 20-80 %.

Однако следует учитывать, что экономическая эффективность существенно зависит от выбора номенклатуры отливок, изготовляемых этим способом. Только при правильном выборе номенклатуры деталей можно достичь высокой экономической эффективности производства.

Литье по выплавляемым моделям широко применяют для изготовления отливок сложной конфигурации массой от нескольких граммов до 10-15 кг.

Для литья по выплавляемым моделям применяют различные металлы: среднеуглеродистые стали; конструкционные легированные стали; углеродистые инструментальные стали; литейные коррозионностойкие и кислотоупорные стали; жаропрочные стали и сплавы; латуни; бронзы; силумины и другие цветные сплавы.

Литьем по выплавляемым моделям получают точные отливки лопаток турбин, клапаны, форсунки, режущие инструменты.

Конструирование деталей, получаемых литьем по выплавляемым моделям, имеет некоторые особенности, связанные с наличием прогреваемой керамической оболочки.

При литье по выплавляемым моделям ребра жесткости располагают на наружных поверхностях отливки. Толщину ребер жесткости принимают 0,7–0,8 мм толщины стенки.

Радиусы закруглений могут изменяться в широких пределах. Минимальный радиус при одинаковых толщинах стенок обычно принимают 1–2 мм. При значительной разности толщин стенок радиусы закруглений увеличивают до 5–10 мм и более.

Отверстия можно получать сквозные и глухие. Сквозные литые отверстия диаметром d = 5 мм и длиной l = (4…6)d получают без затруднений; отверстия диаметром менее 3 мм, а также сквозные

отверстия при d/l  0,5 получать затруднительно. Минимальный диаметр отверстия d = 0,5 мм в стенках толщиной 1 мм из цветных металлов и в стенках толщиной 1,5 мм из других сплавов.

2. Литье по газифицируемым моделям

Литье по газифицируемым моделям в сочетании с такими технологическими процессами, как вакуумная формовка, литье под низким давлением и др., является одним из новейших способов производства отливок.

Эта технология решает важнейшую задачу литейного производства – повышение точности отливок до уровня литья по выплавляемым моделям при минимальных издержках
производства по сравнению с литьем по многоразовым моделям в песчано-глинистые формы (рис. 2 а).

Рисунок 2 – Схемы процессов получения отливок: а – литьем по разъемной многоразовой модели; б – литьем по разовой газифицируемой модели

Отличительной особенностью литья по газифицируемым моделям является то, что модель удаляют не до заливки металла, а в процессе заливки формы металлом, который вытесняя (замещая) «испаряющуюся модель» из формы, занимает освободившееся пространство формы.

Суть способов литья по газифицируемым моделям заключается в следующем (рис. 2 б).

Разовые пенополистироловые модели изготавливают либо засыпкой в специальные металлические формы (массовое и крупносерийное производство) суспензионного гранулированного полистирола, либо механической обработкой нормализованных пенополистироловых плит (мелкосерийное, единичное производство). Сложные модели делают по частям. Отдельные части модели и литниковую систему соединяют в единый блок склеиванием или сваркой.

Собранную модель окрашивают слоем огнеупорной краски и сушат на воздухе. В итоге получается огнеупорная газопроницаемая оболочка, прочно связанная с пенополистироловой моделью.

Готовую модель устанавливают в специальную опоку-контейнер, засыпают зернистым огнеупорным наполнителем без связующего, уплотняют его вибрацией, закрывают металлической крышкой с отверстиями.

При изготовлении сложных отливок, контейнер после подачи опорного материала, закрывают сверху полиэтиленовой пленкой и создают разрежение 0,04–0,05 МПа (вакуумная формовка).

После затвердевания и охлаждения отливки опоку-контейнер переворачивают, наполнитель высыпается, отделяясь от отливки, а отливка поступает на дальнейшую обработку.

Модельные материалы

В качестве материала для изготовления газифицируемых моделей служит вспенивающийся полистирол. Порообразователем чаще всего служит изопентан. При нагреве до 27,9

°С изопентан закипает и превращается в газ, а при 80-90 °С оболочка размягчается и под действием давления газа деформируется. Этот процесс называется «вспениванием гранул полистирола». При вспенивании гранул в замкнутом объёме они спекаются в монолитную пеномассу – пенополистирол – точно воспроизводя конфигурацию формы, ограничивающей его рост.

Изготовление газифицируемых моделей

Процесс получения моделей в массовом и крупносерийном производстве состоит из двух стадий: предварительное вспенивание в свободном состоянии исходных гранул полистирола и окончательное вспенивание гранул в замкнутой полости пресс-формы.

Предварительная тепловая обработка необходима для получения газифицируемой модели с заданной объёмной массой, которая определяет прочность модели и качество поверхности.

Подготовленные гранулы засыпают или задувают сжатым воздухом в смазанную специальной смазкой рабочую полость пресс- формы (рис. 3 а). Нагрев гранул осуществляют методом «теплового удара».

Перегретый пар с температурой 125-135 °С под давлением 0,2- 0,35 МПа подают непосредственно в пресс-форму, заполненную гранулами полистирола (внутренний тепловой удар).

Просачиваясь между гранулами, турбулентный поток пара интенсивно вытесняет воздух, находящийся в порах, и равномерно по всему объёму нагревает полимерный материал, который окончательно вспенивается. Образующийся конденсат под действием расширяющихся гранул отжимается к стенкам пресс-формы и удаляется через специальные дренажные отверстия.

Рисунок 3 – Пресс-формы для изготовления газифицируемых моделей внутренним (а) и внешним (б) тепловыми ударами: а – 1, 2 – нижняя и верхняя части пресс-формы; 3 – инжектор; б – 1 – штуцер для подачи пара; 2 – отверстия для заполнения пресс- формы гранулами пенополистирола; 3 – камера; 4 – отвод пара; 5 – венты; 6 – форсунки; 7 – модель из пенополистирола

При внешнем тепловом ударе (рис. 3 б) пресс-форма окружена рубашкой, образующей камеру 3, в которую подается пар. Через венты 5 пар поступает в пресс-форму, предварительно заполненную гранулами пенополистирола. Пар нагревает гранулы, в результате чего происходит их расширение и формирование модели.

Технологический процесс изготовления моделей внешним тепловым ударом обеспечивает их высокое качество. На основе этого способа создано высокопроизводительное оборудование. Это позволило использовать процесс литья по газифицируемым моделям в крупносерийном и массовом производстве взамен традиционных методов литья.

Изготовление литейных форм без связуещего

В крупносерийном и массовом производстве отливок по газифицируемым моделям используются сыпучие формовочные материалы: кварцевые, циркониевые пески, шамот, магнезит, электрокорунд. Их использование позволяет получать отливки при минимальных затратах на изготовление и выбивку форм, регенерацию формовочного материала.

Процесс формовки осуществляют следующим образом (рис. 4). На дно опоки-контейнера насыпают слой сухого песка толщиной 100…150 мм и уплотняют вибрацией. Затем в опоку устанавливают модель или блок моделей и заполняют опоку песком при одновременной вибрации.

Опока-контейнер имеет в стенках отверстия для выхода газа. Для обеспечения высокой газопроницаемости желательно, чтобы частицы песка имели угловатую форму.

Наиболее предпочтительны самотвердеющие жидкоподвижные смеси, которые имеют необходимую прочность, газопроницаемость и позволяют уменьшить опасность деформации модели при формовке.

Рисунок 4 – Изготовление формы с пенополистироловой моделью без связующего: 1 – керамический стояк; 2 – чаша; 3 – опока-контейнер; 4 – предварительная засыпка; 5 – вибратор; 6 – блок моделей

Эффективность литья по газифицируемым моделям

По сравнению с литьем в песчаные формы имеет место снижение затрат за счет ликвидации стержней, повышения точности отливок по размерам и массе и значительного снижения затрат при последующей механической обработке. Общая экономия составляет около 35 %.

Высокая экономическая эффективность достигается в единичном производстве отливок из черных сплавов, что подтверждается широким использованием данного способа для получения литых заготовок крупных штампов в автомобилестроении; отливок для ремонта машин и оборудования; экспериментальных и уникальных отливок в станкостроении.

Областями применения литья по газифицируемым моделям являются следующие:

• изготовление средних и крупных отливок в условиях опытного и мелкосерийного производства;
• изготовление сложных отливок массой до 50 кг с повышенной точностью размеров в условиях серийного и крупносерийного производства из черных и цветных сплавов.

Поистине неограниченные технологические возможности литья по газифицируемым моделям открывают технологии изготовления моделей из фотополимеров методом лазерной стереолитографии. На ОАО «Тушинский машиностроительный завод» (г.

Москва) впервые в мировой практике решена задача получения качественных отливок типа «Рабочее колесо» гидротурбины массой до 5000 кг, диаметром 3500 мм, предназначенных для работы на гидроэлектростанции, мощностью от 500 кВт и выше.

Такие технологии особенно привлекательны для изготовления опытных, единичных, эксклюзивных, уникальных образцов, поскольку не требуется изготовление специальной оснастки.

Источник: https://extxe.com/2544/proizvodstvo-vysokotochnyh-slozhnyh-otlivok-po-razovym-modeljam/

Литье по газифицируемым моделям (ЛГМ)

Одним из главных преимуществ литейно-механического завода «УРАЛ» является применение современного способа литья – литье металла по газифицируемым моделям (ЛГМ).

Современный технологический уровень литейного производства предъявляет все более высокие требования к литейному оборудованию, качеству отливок и сложности производимых деталей. Именно поэтому одним из перспективных и востребованных направлений в литейном производстве является применение технологии литья по газифицируемым моделям.

Литьё по газифицируемым моделям — способ получения отливок, использующий модель, изготовленную из материала, который газифицируется при заливке расплавленного металла в литейную форму. Самым распространённым материалом для моделей является пенополистирол.

Литьё по газифицируемым моделям как новый технологический процесс появился в середине 50-х годов. Его главным назначением было повысить точность литья при значительном уменьшении затрат на оборудование и материалы по сравнению с технологией литья по выплавляемым моделям.

Сегодня технология литья ЛГМ развивается по всему миру. Большинство крупнейших автозаводов Европы, Азии и Америки ежегодно используют в производимых автомобилях несколько сотен тысяч тонн точных отливок, полученных способом литья по газифицированным моделям.

Выпускаемая продукция способом ЛГМ востребована в разных отраслях промышленности: для производителей сельскохозяйственной техники, в энергетической, машиностроительной, горнодобывающей промышленности и во многих других отраслях.

У метода литья по газифицируемым моделям имеется большое преимущество – низкая стоимость в сравнении деталями, изготавливаемыми другими способами, и возможность производства отливок из металла высокой точности и любой сложности.

Это одна из последних, перспективная и современная технология литья, позволяющая значительно снизить себестоимость отливок. Технология ЛГМ дает возможность выпускать отливки сложных форм, добиваться полной идентичности деталей в серии и высокого качества производимой продукции.

Качество литья ЛГМ практически соответствует качеству заготовок по выплавляемым моделям. Именно поэтому клиенты часто выбирают эту технологию для заказа своих деталей по чертежам.

Алгоритм производства отливок способом ЛГМ:

• Производство моделей, склеивание, нанесение противопригарного покрытия на модель;
• Формовка опоки из песка;
• Заливка раскаленного металла;
• Охлаждение залитых отливок;
• Отрубка готовой детали от литниковой системы;
• Термичка готовой детали (отжиг);
• Голтовка (очистка от краски и пригара).

Изготовление моделей ЛГМ

Ключевую роль в процессе производства отливок из стали и чугуна имеет качество моделей ЛГМ. Именно от нее примерно на 40% зависит качество будущей продукции.

Для массовых отливок деталей из стали и чугуна такие модели изготавливают из гранул полистирола, которые под давлением задувают в пресс-формы.

Они установлены на автоклаве, с дальнейшим вспениванием и спеканием в них гранул в течение нескольких минут до ~130°С. Для изготовления моделей используется вспененный полистирол мелкой фракции от 0,3 мм до 0,9 мм.

Для крупных отливок или единичных заказов модели вырезают из плит пенопласта на станках с ЧПУ.

Затем все модели покрывают быстросохнущей краской с огнеупорным порошком.

Заливка металла производится прямо в полистирольные стояки. Горячий металл выжигает (газифицирует) полистирол и заполняет его место. Выделяющиеся газы отсасываются через слой краски в песок вакуумной системой. Металл точно повторяет форму полистирольной модели.

• Весовые габариты отливаемых нами изделий от 100 грамм до 500 килограмм.
• Все отлитые детали в обязательном порядке проходят испытания, химический анализ в нашей лаборатории и отдел технического контроля.
• Сроки исполнения и ценовая политика зависят от сложности изделия, объемов производства, условий оплаты и согласовываются индивидуально.
• Наша задача – предложить каждому Клиенту оптимальный вариант производства продукции с учетом всех технических требований, временных и финансовых ресурсов.
• 

Преимущества литья способом ЛГМ: Более низкая стоимость отливок в сравнении с деталями, изготавливаемыми другими способами; Производство отливок из металла высокой точности и любой сложности; Полная идентичность деталей в серии; Высокое качество выпускаемой продукции способом ЛГМ; Перспективная и современная технология литья, применяемая по всему миру; Экологичность производства по технологии ЛГМ.

Источник: http://Lmz-Ural.ru/proizvodstvo/litjo-po-gazificiruemym-modeljam

Технология ЛГМ

Когда перед нами встал вопрос о выборе технологии литья, мы решили, что выбранный нами метод должен будет соответствовать следующим требованиям:

• снижать затраты на последующую механическую обработку,
• обеспечивать стабильное качество литья,
• обеспечить компактность производства.

Нами был выбран высокотехнологичный и высокопроизводительный процесс LOST-FOAM, который активно используется в Европе, США и Японии. В России он известен как метод литья по газифицируемым моделям или ЛГМ метод.

В настоящее время в развитых странах этим методом производится до 30% литья. Метод ЛГМ позволяет производить качественное литье сложных корпусных деталей без использования токсичных смол и материалов и является универсальным как для черных металлов, так и для цветных сплавов.

Рассмотрим технологический процесс литья по газифицируемым моделям.

Производство отливок методом литья по газифицируемым моделям начинается с производства моделей будущей отливки из специализированного литейного полистирола. Предвспененный полистирол задувается в формообразующую полость пресс-формы, где обрабатывается паром. Гранулы полистирола окончательно вспениваются, стенки гранул спекаются, образуя монолитную модель.

На участке склейки, модели будущих отливок соединяют в кластер (куст) путем склеивания горячим клеем с литниковой системой и чашей, в которую будет производиться заливка металла. Кластер покрывают газопроницаемым антипригарным покрытием на водной основе, которое не дает расплаву взаимодействовать с песком в процессе заливки.

Формовка – это засыпка моделей в опоках кварцевым песком с использованием вибростола. Под воздействием горизонтальной и вертикальной вибрации песок становится текучим и заполняет собой все каналы и полости модели.

Формовка является важнейшей операцией для обеспечения качества будущей отливки. Важно, чтобы песком были заполнены все каналы и полости будущих отливок, иначе расплав прорвет антипригарное покрытие и уйдёт в песок. После вакуумирования опоки песок приобретает необходимую прочность. Можно приступать к заливке.

Заливка происходит прямо в полистирольную чашу литника. Расплавленный метал при соприкосновении с полистиролом газифицирует его без остатка и образует отливку, замещая собой полистирольную модель.

Газообразные продукты деструкции полистирола проходят через антипригарное покрытие и уходят в песок, а затем в камеру для последующего дожигания органических веществ, содержащихся в них, до углекислого газа.

После заливки готовые кластеры остывают в песке, затем извлекаются из опоки вместе с песком. Песок транспортируется в камеру регенерации, откуда попадает опять на участок формовки. Отливки отделяются от литниковой системы и очищаются от антипригарного покрытия.

Преимущества метода LOST-FOAM

Наиболее полно преимущества процесса ЛГМ можно применить в совместной с заказчиком работе над проектом.

Мы поможем оптимизировать затраты на производство, наладить бесперебойную поставку деталей, сэкономить на дальнейшей механообработке или сократить вес детали.

Мы верим в долгосрочную перспективу метода LOST-FOAM, т.к. он имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами литья.

Кроме того, вспененный в пресс-форме полистирол образует гладкую поверхность  будущей отливки, которая повторяется металлом в процессе заливки. Это также снижает затраты на последующую механическую обработку, а иногда вовсе отменяет её. Минимальные литейные уклоны до 1° позволяют добиться максимально точного соответствия габаритов отливки требованиям на чертеже.

В процессе формовки пеномоделей, с пресс-формой взаимодействует только пар и полистирол, в отличие, к примеру, от кокильного литья, где кокиль соприкасается с расплавом напрямую.

Поэтому считается, что пресс-форма для метода ЛГМ является более долговечной по сравнению с другими методами, и обеспечивает стабильное качество моделей на протяжении всего цикла эксплуатации.

Поверхность пресс-формы не деформируется, передавая строгую геометрию отливкам на протяжении всего жизненного цикла.

Производство литья по газифицируемым моделям является почти безотходным и требует небольшого количества сопутствующих материалов по сравнению с кокильным литьем и методом литья по выплавляемым моделям. Кроме того практически отсутствуют выбросы токсичных органических  веществ в окружающую  среду, в производстве не используются вредные смолы и токсичные материалы.

Вверх страницы ↑

Источник: http://www.soezgroup.ru/texnologiya

Что такое литье по газифицируемым моделям (ЛГМ)

Ведущие предприятия мировой промышленности используют несколько лучших методов литья. Среди них особым спросом пользуется технология так называемого «литья по газифицируемым моделям» (ЛГМ). Свыше 1/3 всей литейной продукции изготавливается именно таким способом.

Технология ЛГМ пошагово

Создание модели

Вначале создаётся модель предполагаемого вида продукции. Для этого применяется особый вид полистирола литейного типа.

Этот синтетический материал после небольшого вспенивания располагается в заранее приготовленную пресс-форму.

Далее масса подвергается воздействию водных паров — гранулы полимера запекаются, и смесь становиться больше в объёме, заполняя пресс-форму полностью. Таким образом, создаётся монолитная модель.

Далее заготовка направляется на склеивание, во время которого из неё производится кластер — некий «куст» из разных моделей, чаши, а также литниковой системы. Полученный полуфабрикат подвергается обработке антипригарным веществом, которое легко пропускает сквозь себя частицы газа. Подобное покрытие изготовлено из водного раствора и не даёт расплаву во время заливки соприкасаться с песком.

Формовка

После склеивания кластеры складываются в особые ёмкости (опоки), расположенные на вибростолах, и засыпаются очищенным кварцевым песком. Во время работы вибростолов маленькие песчинки «затекают» во все имеющиеся щели и пустоты уже созданной модели.

Процессу формовки нужно уделить особое внимание. Необходимо, чтобы все пустоты были наполнены. Иначе впоследствии горячий металл или сплав при заливке могут разрушить герметичное покрытие и попасть в песок. Далее производится вакуумирование, во время которого кварцевые песчинки приобретают свойства, нужные для заливки.

Заливка

Производится в чашу литника, где находится полистирол. Во время заливки горячий металл вступает в реакцию с полистиролом, превращая его в газ. Будучи уже газоподобным веществом, полистирол улетучивается через антипригарный слой, после чего его место занимает металл. Впоследствии этот газ сжигается в особой камере с получением в итоге углекислого газа.

После завершения заливки новая продукция определённое время остывает, а потом вынимается из опоки разом с кварцевым песком. Последний проходит процедуру очищения, после чего его можно будет применять для дальнейших операций. Получившиеся отливки отделяют друг от друга и, если есть необходимость, отправляют на механическую обработку.

Главные преимущества технологии ЛГМ

На сегодня технология литья ЛГМ признаётся специалистами самой перспективной. Этот метод не только обеспечивает высокую производительность, но и обладает рядом других достоинств:

Экологичность

Применения данной методики литья производится без использования ядовитых или опасных для человека веществ. Более того, применение технологии ЛГМ не связано с образованием отходов, опасных для внешней среды. Основное вещество, которое подвергается химической и термической обработке, это пенополистирол. По окончании всех операций он превращается в безопасный углекислый газ.

Кварцевый песок после завершения процесса обновляют, и его можно использовать в новом производственном цикле. Другие технологии — выплавляемые модели или коктильное литьё — основаны на использовании множества других веществ и материалов. Кроме этого, альтернативные методики приводят к возникновению различных токсичных веществ, которые вредоносны для человека и/или экологии.

Универсальность

Технология ЛГМ достаточно эффективна и обеспечивает качественное изготовление продукции из чёрных или цветных сплавов металлов.

Технологичность

Ещё одним преимуществом является высокая технологичность методики, с помощью которой можно производить качественные литейные изделия сложнейших форм.

Экономичность

Технология ЛГМ позволяет существенно снизить трудовые, а в конечном итоге и финансовые издержки на механическую обработку изделий.

Основным преимуществом метода является возможность во время одного технологического процесса изготовить несколько разных изделий.

Также существенно экономиться объём расплава, так как появляется на порядок меньше излишних технологических элементов, что понижает металлоёмкость.

А это ведёт к значительно меньшим затратам на рутинную механическую доработку и сопутствующих операций, с помощью которых изделие доводится до необходимых геометрических форм. При использовании технологии ЛГМ поверхностные погрешности готового изделия минимизируются настолько, что в большинстве случаев производить шлифовально-полировальные работы просто не нужно.

Малогабаритность технологического оборудования

Производственные линии, применяемые при ЛГМ, достаточно компактны и отличаются сравнительно небольшими размерами. Это значительное преимущество данной технологии по сравнению с другими способами литья.

Высококачественная продукция

Применявшийся ранее кокильный метод литья предусматривает непосредственное соприкосновение горячего металла с поверхностями формы. Это приводит не только к быстрому появлению дефектов на поверхностях этих форм, но и заметно уменьшает срок службы оборудования в целом. Технология ЛГМ даёт возможность применять заливочные формы значительно большее количество раз.

В то же время качество изготовленных изделий на порядок выше по сравнению с другими методами литья. Если в точности придерживаться сравнительно простых требований технологии, то вероятность получения продукции с дефектами практически исключена, а необходимые геометрические параметры новой продукции остаются неизменными на протяжении всего времени пользования.

Источник: http://rzvs.ru/lityo-po-gazificiruemym-modelyam-lgm

Литье по газифицируемым моделям (ЛГМ) Чугунное и стальное литье. Литейное производство

Главная » Производство » Литье по газифицируемым моделям

1. Современный технологический уровень массового литейного производства предъявляет все более высокие требования к качеству отливок, их сложности, выходу годных отливок.
2. В этих условиях одним из перспективнейших направлений является внедрение на существующих литейных производствах технологии литья по газифицируемым моделям (ЛГМ).

Литье по газифицируемым моделям: преимущества технологии

Литье по газифицируемым моделям (lost foam casting process) востребовано мировой промышленностью как универсальная металлургическая технология, посредством которой из черных и цветных металлов производятся самые разные изделия, начиная мебельной фурнитурой и заканчивая сборочными элементами для отраслей машиностроения, энергетики, горной добычи и многих других. Впрочем, достоинства этой технологии одной лишь универсальностью не ограничиваются.

Дело в том, что литье по газифицируемым моделям представляет собой еще и довольно-таки дешевую металлургическую технологию – одну из самых дешевых в мире! Добиться этого удалось не только за счет уменьшения числа технологических операций и их общей трудоемкости, но и благодаря сокращению количества отходов массового производства. 

Точность литья по газифицируемым моделям крайне высока, сводя процент брака почти что к нулю.

Ею же обусловлена и сравнительная простота финишной обработки изготавливаемых по этой технологии изделий, которая ограничивается возможным минимумом операций.

Это особенно важно, когда детали изготавливаются из металлов с высокими физико-механическими свойствами (износостойкие чугуны, стали, различные сплавы).

Технологическая последовательность литья по газифицируемым моделям

Изначальная технология литья по газифицируемым моделям была разработана и запатентована во второй половине прошлого столетия в США, очень быстро распространившись по миру. С тех пор она мало изменилась в принципиальном плане, по прежнему включая в себя следующие базовые технологические этапы:

• • изготовление отдельных деталей литейных моделей;
  • их сборка (спаивание) и покрытие противопригарным составов;
  • установка литейных моделей в специальный контейнер, также именуемый опокой, засыпка в него опорного материала (кварцевого песка);
  • собственно литье, которое сопровождается принудительным отводом из опоки образующихся при этом газов;
  • выдержка (принудительный отвод газов в процессе выдержки продолжается);
  • извлечение изделий, удаление с них элементов литниковой системы;
  • регенерация опорного материала и утилизация остатков литейных моделей.

На современном этапе развития металлургической промышленности технология литья по газифицируемым моделям практически не претерпела сколь-нибудь значимых изменений. Они коснулись разве что отдельных, наиболее трудоемких ее процессов, которые получили некоторую долю механизации.

Литье по газифицируемым моделям и его особенности

Литье по газифицируемым моделям – это технология, которая не предполагает многократного использования моделей.

В процессе непосредственного литья модели термически разрушаются (газифицируются), уступая место металлу, а значит их количество должно равняться количеству заказанных клиентом изделий, плюс запас.

У нас, во всяком случае, принято работать именно так, исключая любые заминки в производственном процессе.

Еще одним важным моментом в технологии литья по газифицируемым моделям является разряжение, которое необходимо поддерживать в оптимальных пределах (около 0,5 атмосфер), тем самым не только способствуя как можно более полному отводу продуктов термического разрушения пенопласта, но и обеспечивая опорному материалу расчетную плотность (это особенно важно при изготовлении изделий большого веса).

Услуги литья по газифицируемым моделям от компании «Литком»

Компания «Литком» оказывает разнообразные, но в то же самое время безупречно профессиональные услуги литья по газифицируемым моделям, изготавливая как типовые, так и уникальные изделия с широчайшим выбором типоразмеров и технических характеристик. Их масса при этом может варьироваться от 10 гр до 500 кг, что более чем наглядно демонстрирует масштабы наших возможностей.

Что немаловажно, литье по газифицируемым моделям осуществляется нами с обязательным контролем качества, который выполняется специальным структурным подразделением компании «Литком» на всех без исключения технологических этапах. Неудивительно, что качество наших литейных изделий всегда остается отличным, гарантируя их высокий эксплуатационный ресурс и надежность.

Заказать производство изделий, которое мы осуществим для вас в полном соответствии с технологией литья по газифицируемым моделям, вы можете, позвонив по телефону +7 (7182) 742-100 или написать нам на электронную почту. Мы будем рады изготовить любые необходимые вам литейные изделия, причем как штучно, так и серийно. Обращайтесь, компания «Литком» не подведет!

Практика доказала, что применение, предлагаемой нами технологии литья по газифицируемым моделям и оборудования для ЛГМ позволяет:

Сократить трудозатраты в 2-4 раза

Снизить потребности в цеховых площадях

Снизить расход электроэнергии в 2-3 раза

Обеспечить максимальную безотходность

В разы снизить процент брака

Улучшить условия труда персонала

Схема основных технологических этапов изготовления отливок методов ЛГМ:

Этап 1. Изготовление полистирольной газифицируемой модели (Белый цех)

Полистирол

Предвспенивание полистирола и сушка

Изготовление моделей и сушка

Склеивание моделей в блоки

Окраска модельных блоков

Сушка и хранение моделей

Этап 2. Изготовление отливок на участке литья (Чёрный цех)

Формовка: засыпка модельных блоков песком

Вакуумированиие опоки и заливка

Охлаждение отливки

Извлечение отливки

Регенерация песка: охлаждение, обеспыливание, магнитная сепарация

Обрубка литья

Очистка отливок

09 Июль 2016

Производство чугунных плит для КХП Производство чугунных плит для коксо-химического производства из чугуна марок СЧ20 и АЧС-3 в адрес АО «АрселорМиттал Темиртау»

Источник: https://litcom.kz/production/lgm.html

9.6 Литье по газифицируемым моделям

Литьё по газифицируемым моделям (ЛГМ) из пенопласта по качеству фасонных отливок, экономичности, экологичности и высокой культуре производства наиболее выгодно.

Мировая практика свидетельствует о постоянном росте производства отливок этим способом, которое в 2007 году превысило 1,5 млн т/год, особенно популярна она в США и Китае (в одной КНР работает более 1,5 тыс. таких участков), где всё больше льют отливок без ограничений по форме и размерам.

Область применения — отливки массой 0,1—2000 кг и более, тенденция расширения применения в серийном и массовом производстве отливок с габаритными размерами 40—1000 мм, в частности, в двигателестроении для литья блоков и головок блоков цилиндров и др.

• На 1 тонну годного литья расходуется 4 вида модельно-формовочных (неметаллических) материалов:
• кварцевого песка — 50 кг,
• противопригарного покрытия — 25 кг,
• пенополистирола — 6 кг,

плёнки полиэтиленовой — 10 кв.м.

Отсутствие традиционных форм и стержней исключает применение формовочных и стержневых смесей, формовка состоит из засыпки модели песком с повторным его использованием на 95-97%.

9.7 Центробежное литье

Центробежный метод литья (центробежное литьё) используется при получении отливок, имеющих форму тел вращения. Подобные отливки отливаются из чугуна, стали, бронзы и алюминия. При этом расплав заливают в металлическую форму, вращающуюся со скоростью 3000 об/мин.

Под действием центробежной силы расплав распределяется по внутренней поверхности формы и, кристаллизуясь, образует отливку. Центробежным способом можно получить двухслойные заготовки, что достигается поочерёдной заливкой в форму различных сплавов. Кристаллизация расплава в металлической форме под действием центробежной силы обеспечивает получение плотных отливок.

При этом, как правило, в отливках не бывает газовых раковин и шлаковых включений. Особыми преимуществами центробежного литья является получение внутренних полостей без применения стержней и большая экономия сплава в виду отсутствия литниковой системы. Выход годных отливок повышается до 95 %.

В нашем производстве используют машины с горизонтальными осями вращения. Широким спросом пользуются отливки втулок, гильз и других заготовок, имеющих форму тела вращения, произведенные с помощью метода центробежного литья. Что такое центробежное литьё?

Центробежное литье — это способ получения отливок в металлических формах. При центробежном литье расплавленный металл, подвергаясь действию центробежных сил, отбрасывается к стенкам формы и затвердевает. Таким образом получается отливка. Этот способ литья широко используется в промышленности, особенно для получения пустотелых отливок (со свободной поверхностью).

1. Технология центробежного литья обеспечивает целый ряд преимуществ, зачастую недостижимых при других способах, к примеру:
2. 1) Высокая износостойкость.
3. 2) Высокая плотность металла.
4. 3) Отсутствие раковин.
5. В продукции центробежного литья отсутствуют неметаллические включения и шлак.
6. Центробежным литьём получают литые заготовки, имеющие форму тел вращения:
7. 1) втулки;
8. 2) венцы червячных колёс;
9. 3) барабаны для бумагоделательных машин;
10. 4) роторы электродвигателей.
11. Наибольшее применение центробежное литьё находит при изготовлении втулок из медных сплавов, преимущественно оловянных бронз.

По сравнению с литьём в неподвижные формы центробежное литьё имеет ряд преимуществ: повышаются заполняемость форм, плотность и механические свойства отливок, выход годного.

Однако для его организации необходимо специальное оборудование; недостатки, присущие этому способу литья: неточность размеров свободных поверхностей отливок, повышенная склонность к ликвации компонентов сплава, повышенные требования к прочности литейных форм.

Источник: https://studfile.net/preview/2469310/page:30/