Формоутворення деталей методами лиття

МОСКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ

РАДІОТЕХНІКИ, ЕЛЕКТРОНІКИ ТА АВТОМАТИКИ

ФАКУЛЬТЕТ РАДІОТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

Реферат з дисципліни

"Технологія деталей радіоелектронних засобів"

Тема: Формоутворення деталей методами лиття

Студент:Юдін Андрій Михайлович

Керівник:Покровська М. В.

1.Загальні відомості про процес лиття 3

4.3.В оболонкові форми 12

4.4.Шлікерне в гіпсовій формі 14

4.7.Під низьким тиском 19

4.9.За моделями, що виплавляються 23

Загальні відомості про процес лиття

Під литтям у приладобудуванні розуміють процес, що полягає в отриманні виробу шляхом приміщення матеріалу, що знаходиться в рідкому агрегатному стані, порожнину форми, затвердіння матеріалу в порожнині форми і його подальшого вилучення. Основним матеріальним елементом технологічної системи ливарного виробництва форма.

Розрізняють разові (руйнуються при вилученні виливка), напівпостійні (можливо отримати до кількох сотень виливків) і постійні (отримують кілька сотень тисяч виливків) форми.

Класифікація способів лиття

Литтям отримують різноманітні конструкції виливків масою від декількох грам до 300т, довжиною від декількох сантиметрів до 20м, зі стінками товщиною 0,5-500 мм (блоки циліндрів, поршні, колінчасті вали, корпуси та кришки редукторів, зубчасті колеса, станини верстатів, станини прокатних) станів, турбінні лопатки і т.д.). Виливки отримують з чорних сплавів (чавуни,сталі) ікольорових сплавів(Алюмінієвих, магнієвих, мідних, цинкових, титанових та ін).

Для отримання розплаву застосовують шихтові матеріали:

невеликі зливки металургійного виробництва (чушки)
відходи власного виробництва
лом
флюси

Різні сплави мають різні ливарні властивості, що характеризуються такими параметрами:

Фізична сутність процесу лиття

Визначається трьома найважливішими поняттями: «рідотекучість», «кристалізація», «усадка».

Кристалізація- освіта і зростання кристалів в металі, що твердне. Процес відбувається у напрямі, перпендикулярному поверхні тепловіддачі. Внаслідок цього зерна, що утворилися, - монокристали в зовнішніх областях дрібніші (рис. 3).

Усадка- Властивість ливарних сплавів зменшувати об'єм при затвердінні та охолодженні. Усадочні процеси у виливках протікають з моменту заливання розплавленого металу у форму аж до охолодження виливки. Розрізняють об'ємну та лінійну усадку, що виражається у відносних одиницях.

Лінійне усадження- зменшення лінійних розмірів виливки при її охолодженні від температури, при якій утворюється міцна кірка, здатна протистояти тиску розплавленого металу, до температури навколишнього середовища. Лінійне усадження визначають співвідношенням, %:

де lф і lотл – розміри порожнини форми та виливки при кімнатній температурі (рис. 4).

На лінійне усадження впливають хімічний склад сплаву, температура його заливки, швидкість охолодження сплаву у формі, конструкція виливки та ливарної форми. Так, усадка сірого чавуну зменшується зі збільшенням вмісту вуглецю та кремнію. Усадку алюмінієвих сплавів зменшуємо підвищення вмісту кремнію. Усадку виливків зменшує зниженнятемператури заливання. Збільшення швидкості відведення теплоти від залитого у форму сплаву призводить до зростання усадки виливки.

При охолодженні виливки відбувається механічне та термічне гальмування усадки. Механічне гальмування виникає внаслідок тертя між виливком та формою. Термічне гальмування обумовлено різними швидкостями охолодження окремих частин виливки. Складні за конфігурацією виливки піддаються спільному впливу механічного та термічного гальмування.

Лінійне усадження для сірого чавуну становить 0,9-1,3%, для міцного чавуну до 1.7%, для ковкого чавуну …%, для вуглецевих сталей 2-2,4%, для алюмінієвих сплавів 0,9-1,5%, для мідних 14-23%.

Об'ємна усадка- зменшення обсягу сплаву при його охолодженні у ливарній формі при формуванні виливки. Об'ємне усадження визначають співвідношенням, %:

де Vф і Vотл - обсяг порожнини форми та виливки при температурі 20°C. Об'ємна усадка приблизно дорівнює потрійній лінійній усадці.

Усадка у виливках проявляється у вигляді:

усадкових раковин - порівняно великих порожнин, розташованих у місцях виливки, які тверднуть останніми;
усадочної пористості - скупчення порожнин, що утворилися у виливку в великій зоні в результаті усадки в тих місцях виливки, які затверділи останніми без доступу до них розплавленого металу;
короблений - зміна форми і розмірів виливки під впливом напруги, що виникають при охолодженні.

Існує кілька способів виготовлення виливків. Перелічимо основні з них: лиття в піщані форми (ПФ), лиття в кокіль (К), лиття за моделями (ВМ), що виплавляються, лиття під тиском (Д).

Лиття в піщані форми

-Сутність процесуполягає у виготовленнівиливок вільним заливанням розплавленого металу в піщану форму. Після затвердіння та охолодження виливка здійснюється її вибивання з одночасним руйнуванням форми. Спосіб ЛПФ найпоширеніший. Їм виготовляють 80% виливків, т.к. цей спосіб простий та дешевий. Однак лиття в піщані форми має великий недолік, виливки не мають точних механічних розмірів, потрібно давати припуск на механічну обробку та усадку.

-Матеріали та оснащення.

- Піщана форма (ПФ) – разова ливарна форма, виготовлена з ущільненої формувальної суміші. ПФ складається із двох напівформ. Для утворення отворів використовуються піщані стрижні.

- Типові склади формувальних та стрижневих сумішей.

- Формувальна суміш - кварцовий пісок, 3 - 5% вогнетривка глина, кам'яновугільний пил (для підвищеної податливості форми), тирсу для утворення пористості.

- Стрижнева суміш – міцніша на порядок формувальної суміші, т.к. до неї додають зміцнювачі (оліфа).

- Модельний комплект: модель деталі, моделі елементів литникової системи, модельні плити, стрижневі ящики.

-Основні технологічні операції.

- Виготовлення напівформ по модельних плитах (найпоширенішими способами ущільнення суміші при машинному формуванні є пресування, струшування та їх поєднання).

- Складання форми з проставлянням стрижнів та підготовка її до заливання.

- заливання форм розплавленим металом.

- Затвердіння та охолодження виливків.

- вибивання виливків з форм та стрижнів з виливків.

- Відділення литникової системи від виливків, їх очищення та зачистка.

- Контроль якості виливків.

-Можливі дефекти виливків, причини та заходи щодо нихусунення.

-Недоліві та спаї. Утворюються від потоків металу, що не злилися, що тверднуть до заповнення форми. Можливі причини: холодний метал, живильники малого перерізу.

-Усадкові раковини- закриті внутрішні порожнини у виливках з рваною поверхнею. Виникають внаслідок усадки сплавів, недостатнього живлення. Усувають за допомогою прибутків.

-Гарячі тріщиниу виливках виникають у процесі кристалізації та усадки металу при переході з рідкого стану в твердий при температурі, близькій до температури солідуса. Схильність сплаву до утворення гарячих тріщин збільшується за наявності неметалевих включень, газів, сірки та інших домішок. Утворення гарячих тріщин викликають різкі перепади товщин стін, гострі кути, виступаючі частини. Висока температура заливки також підвищує можливість утворення гарячих тріщин.