Литье алюминия в песчаные формы

В нашем производстве мы используем следующие способы литья металлов: литье под давлением, литье в кокиль, литье в песчано-глинистую смесь. Применяем в работе закладные детали и стержни для формирования внутренних полостей. Наш парк оборудования состоит из импортных машин для литья под давлением, кокильных станков. Также мы можем спроектировать и изготовить для вас пресс-формы для литья под давлением, кокили, модельную оснастку для ручной формовки.

Литье под давлением

Для получения качественных прочных деталей из алюминиевого сплава используется метод алюминиевого литья под давлением. Процесс происходит в прочных стальных разъемных формах с помощью специальных поршневых машин. Высокое давление нагнетается гидравлическим прессом или особым поршнем, который действует под влиянием сжатого газа или масляного состава горячим или холодным способом. Высокая скорость прессования и качество готовых деталей обеспечивается давлением в 100-200 атмосфер, под воздействием которого отливки приобретают 3-5 класс точности и стабильно ровную поверхность, которая характеризуется по 5-8 классу.

Благодаря высокой точности отливки готовые детали не нуждаются в шлифовке и полировании, а их качество позволяет использовать эти детали на ответственных участках, где важное значение приобретает их точность. Таким способом отливаются детали сложных форм, с тонкими стенками, а также те из них, которые предназначены для сложных конструкций и комплектаций. Отличные технические свойства деталей из алюминиевых сплавов, отлитых методом горячего прессования, позволяют использовать их для отливки комбинированных усиленных деталей с армированием из другого, более прочного металла.

Алюминиевое литье под давлением — более экономически выгодный и более безопасный экологически способ. В течение короткого промежутка времени можно выполнить несколько отливок, используя лишь одну пресс-форму. В связи с тем, что при этом способе не возникает потребности в использовании алюминиевых формовочных смесей, такое производство является менее вредным и более предпочтительным, а точность конструкций снижает затраты на расход металла и в целом на производство.

Минимальная допустимая толщина стенок: 0,8-1,2 мм.
Масса отливок — 8 кг.

Литье алюминия в кокиль

Второй популярный способ отливки деталей из алюминиевых сплавов называется кокилем. Это специальная металлическая разъемная или неразъемная форма, которая применяется для формовки простых и сложных деталей из алюминиевых сплавов. Для простых деталей используют неразъемные формы, готовые отливки просто вытряхивают из них с помощью специальных приспособлений. Разъемные кокиля могут быть с разными плоскостями разъемов:

• вертикальная;
• горизонтальная;
• криволинейная.

Кокиль с вертикальной плоскостью разъема состоит из двух половинок, точность соединения которых обеспечивается использованием особых втулок и штырей. Перед использованием формы нагревают до 270-300°С и покрывают специальной огнеупорной краской, затем в него устанавливают специальные стержни, максимально точно и прочно скрепляют обе половинки формы.

Жидкий алюминий заливают в форму-кокиль и оставляют до полного остывания. Этот процесс не отличается быстротой, поэтому для изготовления большого количества деталей необходимо соответствующее количество кокилей. Точность отливки при этом способе формовки соответствует 5-9 классам, неровность поверхности — 4-6 классу. По сравнению с отливкой деталей под высоким давлением, в этом случае расход металла на припуски увеличивается на 0,5-2 мм. Такой способ отливки, как алюминиевое литье в кокиль, также довольно экономичен, а детали отличаются высокой точностью и прочностью. Форму-кокиль можно использовать многократно.

Минимально допустимая толщина стенок — 1,5 мм.
Масса отливок от 20 г до 100 кг.

Литье в песчано-глинистые формы

Этот способ получения отливок является наиболее древним. Они выполняются из специальных смесей в виде двух полуформ, которые составляются вместе и образуют единый объем для заливки расплава. В верхней полуформе делают заливочную воронку литник и каналы для выхода воздуха и газов. Верхняя часть канала, отводящего газы, которая не входит в объем литой детали, называется прибылью. После остывания металла литник и прибыль должны быть удалены. Детали больших габаритов и весом до десятков тонн льют в формы, которые выполняют прямо в полу формовочного цеха. Форму для деталей небольших размеров делают в опоках, представляющих собой ящики, собираемые из пластин, образующих стенки опоки. Формовка осуществляется по моделям и шаблонам. Модель часто выполняется из дерева и повторяет объемные очертания будущей детали. Шаблоном называют профильные доски, которой формуют в песчано-глинистой смеси необходимую поверхность. При большом количестве и простой форме выпускаемых изделий формовка осуществляется с помощью формовочных машин по модельному комплекту.

Процесс изготовления литой детали включает в себя изготовление модели или специальных шаблонов, приготовление формовочной смеси, выполнение полуформ с литниками и газовыми каналами, сборку полуформ, заливку форм расплавом. Некоторое время выдерживают изделие для кристаллизации, а затем производят выбивку форм, т.е. разрушение формы для извлечения готовой детали. Далее очищают поверхности от остатков формовочной смеси металлическими щетками или с помощью пескоструйной машины, обрубают остатки литниковой системы, прибыли и облой. Облоем называют металл, застывший в зазоре между полуформами.

Литейное производство очень трудоемкое и вредное, поэтому его всегда стремятся механизировать и уменьшить долю ручного труда. Литье в песчано-глинистую форму позволяет получить детали сложной формы и уникальной конфигурации. При большом объеме производства применяют более прогрессивные методы образования форм и литья.

Минимально допустимая толщина стенок — 3 мм.
Масса отливок 150 кг.

Литье в песчаные формы нашло активное применение в сфере производства металлических отливок. Технология используется в тех случаях, когда необходимо изготовить алюминиевые детали сложной конфигурации. Литейные формы из песка подходят практически для любых металлических сплавов. Литье алюминия в песочную форму не используется при массовых заказах, так как чтобы извлечь готовое изделие, форма из песка должна быть разрушена. Поэтому, этот способ идеален при изготовлении алюминиевых деталей по индивидуальным чертежам.

Литье алюминия в глиняные формы

Для литья алюминия в опоку необходимо наличие специального оборудования:

• Раздаточная печь
• Литейный эскиз или чертеж
• Глиняная форма.

Алюминиевый сплав помещается в специальную печь для плавления. С применением разливочного ковша, в полость песчаной формы помещается расплавленный метал. После того, как сплав затвердел, форма для литья алюминия из песка разделяется вдоль плоскости разъема и из нее извлекается готовая отливка.

Литье алюминия в песчаные формы – идеальный вариант, когда необходимо изготовить различные металлические детали и элементы, имеющую сложную конфигурацию и нестандартную геометрию. Глиняные формы могут отличаться по габаритам и весу. Литье алюминия в глиняные формы возможно даже, если нужно изделие массой в несколько тонн или же наоборот – маленькая деталь весом до килограмма. Именно метод литья алюминия в песок используется, когда производят определенные автомобильные детали, такие как блоки, алюминиевые головки для цилиндров, корпуса для ходовой части и т.д.

Процесс

Процесс литья в песчаные формы происходит в несколько этапов:

• Изготовление литейной формы
• Сборка песчаной формы
• Заливка литейной формы
• Охлаждение песчаной формы
• Извлечение отливки из литейной формы
• Обработка полученной отливки

Литье в песчаные формы – наиболее распространенный и недорогой метод, используемый для изготовления алюминиевых изделий. Расплавленный металл заливается в специальную форму, произведенную из песка, который плотно утрамбовывается. Каркас формы чаще делают из дерева или пластика, который повторяет конфигурацию будущего готового изделия.

Литье алюминия в глину – выгодный способ, если требуется выполнить заказ на изготовление эксклюзивных, оригинальных алюминиевых элементов сложных форм и моделей.

Типовые цены

Изделие	Срок изготовления	Цена
Бронзовая заготовка 3 кг	2-3 дня	1620 руб.
Литые заготовки подставок	5 дней	450 руб.
Литье из чугуна	5 дней	90 руб/1 кг
Литье из аллюминия	5 дней	290 руб/ 1 кг
Литье из бронзы	5 дней	540 руб/ 1 кг

Старший специалист. Помощь в оценке стоимость и сроках производства изделий из бронзы, алюминия и чугуна.

Литье в песок (литье в песчано-глинистые формы) — один из самых распространенных методов получения литых заготовок во многих отраслях промышленности – станкостроение, автомобильная отрасль и многое другое. Этот способ широко применяют при единичном, серийном и массовом производстве.

Технология литья в песчаные формы

Технология литья в формы из песка не отличается сложностью. Такой метод литья применяют для изготовления отливок и деталей из серого чугуна, низкоуглеродистые стальные сплавы. Иногда, литье в песчаные формы используют для обработки цветных металлов – алюминия, меди и пр.

Выбирая такое литье в песок технолог, должен понимать, что качество готовых деталей будет довольно низким. Это связано в первую очередь с тем, использование такой технологии не может гарантировать того, что в жидкий сплав не попадут посторонние включения. При литье в песчаные формы весьма бурно происходить газообразование, особенно этот процесс, проявляет себя при литье во влажные формы. Допустимо использовать такую форму литья для получения деталей со сложной геометрией. Но ряд ограничений на получение таких заготовок накладывает то, что изъятие готовой отливки сопряжено с определенными сложностями.

Литье в песок позволяет получать заготовки до сотен тонн весом. Таким образом, производят станины для металлорежущего оборудования, корпусные детали и пр.
Между тем точность получаемых заготовок ниже 14 квалитета, кроме того, на поверхности отлитых деталей можно встретить раковины, посторонние включения. Именно поэтому те поверхности, которые будут контактировать с другими деталями, всегда подвергают механической обработке.

Литейная продукция

Литье в песок или землю применяют для производства множества деталей. Для удобства потребителей их можно систематизировать в несколько групп.
Группа А – к этой группе относят отливки простой формы – кольца, колеса, маховики и пр.
Группа Б – к этой группе относят элементы арматуры, подшипниковые корпуса, сложные поверхности с тупым или острым углом.
Группа В – она включает в себя заготовки для зубчатых колес, станины, кожуха и пр.
Группа Г – это отливки для производства станочных станин, сложные корпусные детали.
Группа Д – это отливки, которые получают методом формования по модели.

Таким образом, можно сделать вывод, что в формы из песка можно выполнять отливку и канализационных люков, и детали со сложной геометрической формы, например, кожуха ступеней компрессоров и пр.
При проектировании формы из песка, конструктор должен учитывать то, что в том направлении куда будет извлекаться готовая отливка не должна иметь никаких препятствий в виде выступающих стержней и пр.

Литейные модели

Модели для такой формы литья в песок должны выдерживать довольно большое давление, которое возникает при набивке опоки литейной землей. Именно поэтому для изготовления литьевых форм применяют металл, твердую древесину. Все материалы, которые допустимо использовать для изготовления литьевых форм допускается комбинировать. То есть их можно собирать на резьбовых соединениях, склеивать и пр. Для устранения пор на деревянных частях моделей из тщательно обрабатывают абразивной шкуркой. Затем, ее покрывают лаком. При изготовлении литейных форм необходимо учитывать то, что необходимо выдерживать углы наклона вертикальных плоскостей. Наличие этих углов впоследствии облегчит изъятие готовой отливки из формы.

Основные элементы литья в песчано-глиняные формы

Одним из ключевых факторов, определяющих качество выполнения литья – это свойства песка (земли), применяемого для получения литьевой оснастки. Практика показывает то, что чем мельче и чище песок, тем качество получаемой отливки будет выше.
Нельзя забывать и о стержнях, которые могут быть много- или одноразовые.

Общая классификация песчаных формовочных смесей

В зависимости от применения смеси можно разделить на следующие подвиды:

• облицовочные их применяют при создании рабочей поверхности формы;
• диные (наполнительные), их применяют непосредственно для создания формы.

Общая классификация песчаных формовочных смесей

Облицовочные материалы обладают толщиной, которая определяется толщиной будущей отливки, она может составлять 20 – 100 мм. Сверху смеси, применяемой для облицовки, может быть засыпана наполнительная смесь.
Наполнительную или единую смесь применяют для набивки всей формы и применяют для производства оснастки при всех видах производства, начиная от единичных изделий и заканчивая массовым.

Изготовление литейной песчаной формы

Литье в песчаные формы начинается с ее создания. Отличительной чертой песчаной оснастки является то, что их можно использовать только один раз и для получения новой детали необходимо изготавливать новую.

Оснастку производят, имея на руках модель будущей детали. Ее устанавливают в опоку (деревянная или металлическая коробка для формовочной смеси), засыпают землю. Затем необходимо уплотнить засыпанную песчаную смесь. Для этого используют ручной или механизированный инструмент ударного действия и приспособления. По достижении смесью необходимой кондиции, то есть необходимой плотности, модель извлекают и в распоряжении литейщиков останется готовая технологическая оснастка.

Для получения полостей расположенных внутри будущей отливки применяют стержни. Их как правило, изготавливают из того же материала, что и саму оснастку.
В процесс производства литейной формы из песка входят следующие основные этапы.

• установка модели в опоку;
• уплотнение песчаной смеси;
• изъятие модели из опоки.

Трудоемкость и технология производства литейной оснастки во многом зависит от следующих параметров:

• размера будущей отливки;
• количества полостей;
• типа оснастки.

Если изготавливаемая форма требует дополнительного нагрева или запекания, то затраты времени на ее производство резко вырастут. Для облегчения изъятия готовой отливки на рабочие поверхности наносят различные смазки, например, солидол.

Сборка песчаной литейной формы

После того как оснастка для литья произведена, ее готовят для заливания расплава. Рабочие поверхности необходимо смазать специальным составом, который способствует свободному извлечению готовой отливки. После подготовки рабочих поверхностей выполняют установку литьевых стержней.

Процесс изготовления формы

На завершающем этапе, полуформы соединяют между собой и надежно скрепляют. Надежность сборки не позволит расплаву вытечь за пределы формы.

Типы песчаных форм

Многообразие песчаных форм для литья позволило их разделить на несколько групп, предназначенных для получения отливок с разными характеристиками.

Песчаные литейные формы

Всего можно назвать 7 групп литейной технологической оснастки или модельных комплектов.

1. Модельный набор, произведенный из металла, в состав, которого входят дополнительные приспособления для выполнения машинной формовки.
2. Набор, выполненный из металла, в его состав включены дополнительные приспособления, которые предназначены для выполнения машинной и ручной формовки.
3. Модельный набор, используемый для выполнения машинной и ручной формовки. Сами модели произведены из металла, а некоторые части, например, стержни для формирования полостей выполнены их древесины разных пород.
4. Набор для производства ручной и машинной формовки. Модели и стержни, подвергаемые сильному износу, выполняют из металла.
5. Набор для формовки отливок из твердых пород древесины.
6. Набор для формирования отливок, выполненный из мягких пород древесины.
7. Наборы для выполнения ручной формовки отливок.

Сырая песчаная форма

Для производства литьевой оснастки используют смеси, состоящие из песка, воды, глины и какого-либо связующего материала. Типовой рецепт выглядит примерно так:

Сырая песчаная форма

Оснастку такого типа относят к весьма экономичным и широко используемым.

Подсушенная песчаная форма

Производство такой оснастки похоже на производство сырой формы, но в рецептуру вводят дополнительные материалы, предназначенные для связывания компонентов смеси.

Подсушенная песчаная форма

Рабочие поверхности оснастки просушивают прогреванием. Такой подход к изготовлению форм приводит к росту точности размеров заготовок и их качества. Производство таких форм требует больших затрат времени и в результате их стоимость растет, а выпуск деталей нижается.

Сухая песчаная форма

В оснастке такого типа используют добавки органического типа. Их задача связывание компонентов смеси в единое целое. Окончательную обработку производят в печи. К явным достоинствам этих изделий можно отнести точность выполненной отливки. Но надо понимать, что эти формы обладают высокой стоимостью изготовления и низкой производительностью выполнения отливок.

Химически твердеющая песчаная форма

В формовочный состав химически твердеющей оснастки вводят смолы. Они обеспечивают формирование модели на открытом воздухе без использования термической обработки.

Химически твердеющая песчаная форма

В основе смеси лежит кварцевый песок. Кроме, песка в состав смеси входит жидкое стекло и едкий натр. Добавление этого химиката оказывает влияние на технологические свойства литейной формы. В частности, будет продлен срок ее эксплуатации. После затвердевания, ее прочность будет выше, чем у смесей другого типа.

Характеристики литейного песка

Выполняя литье в песчаную оснастку надо понимать, что качество отливки напрямую зависит от состава и свойств литейного песка. Практикой литейного дела определены пять ключевых параметров, которые определяют качество литейного песка.

Физические характеристики песка

• прочность;
• газопроницаемость;
• стабильность при воздействии температуры;
• способность к просадке;
• возможность многократного использования.

Прочность

Прочностью называют способность смеси сохранять заданные параметры во время выполнения литейной операции и транспортировки опоки внутри производственного помещения.

Газопроницаемость

Газопроницаемость – это способность песка пропускать через себя газы, образовывающиеся при затвердевании расплава. Если смесь обладает высокой проницаемостью, будет снижена пористость отливки. Если проницаемость низкая, то качество поверхности будет значительно лучше. Газопроницаемость напрямую зависит состава и фракции песчаной смеси.

Термическая стабильность

Возможность оснастки при воздействии температуры сохранять заданную форму, оказывать сопротивление растрескиванию и появлению иных дефектов, проявляющихся при действии большой температуры расплавленного металла, называют термической стабильностью.

Способность к просадке

Способность формовочной смеси плотно сжиматься в процессе затвердевания отлитой детали. Если бы песок не обладал таким свойством, то отлитая заготовка не имела бы возможности изменять размеры внутри формы. А это в результате привело бы к растрескиванию заготовки и проявлению других дефектов, возникающих при разливе расплавленного металла.

Повторное применение

Это обозначает возможность использования формовочной смеси для производства оснастки, предназначенных для формирований новой партии отливок.

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