Способы получения чугунного литья
Любой металл при достаточно высокой температуре плавится и превращается в жидкость. Это свойство материала используется в литейном производстве. Основной технологический принцип его несложен и всегда одинаков: заранее подготовленную форму, которой приданы необходимые очертания, заполняют жидким металлом. Затем чугун охлаждается и затвердевает. Для изготовления таких емкостей применяются различные методы, у каждого из которых имеются свои собственные преимущества.
Использование одноразовых форм
Литье «в землю» - это очень старая, но до сих пор активно использующаяся технология. Суть её проста – жидким чугуном заполняется форма, сделанная из кварцевого песка (96%) и глины (4%). Когда металл остывает и становится твердым, его хрупкая оболочка может быть без труда удалена. Этот способ очень прост и дёшев, однако при его использовании невозможно получать детали с гладкой поверхностью. Величина неровностей составляет 320 микрометров, а иногда и более.
Для снижения шероховатости можно сделать форму из мелкодисперсных сортов песка, но в целом проблему это не решает. Чтобы добиться более заметного повышения качества поверхности, иногда используются жидкие самозатвердевающие смеси. Если формы сделаны из этого материала, размеры неровностей на поверхности чугунного изделия уменьшаются до 40-80 микрометров.
Со временем технология литья в одноразовые формы усовершенствовалась. В частности, при их изготовлении стали применять фенолоформальдегидную смолу. Этот ингредиент позволяет создавать тонкостенные «оболочковые» формы. В результате появляется возможность в десятки раз сократить расход песка или жидких смесей.
Использование многоразовых форм
Литье «в землю» отличается крайней простотой, но этот метод не всегда подходит для массового производства идентичных деталей. Если планируется выпускать большое количество чугунных изделий, есть смысл использовать так называемый кокиль – многоразовую форму. Он представляет собой сборную металлическую конструкцию, состоящую обычно из двух «половинок». Кокили делают из тугоплавких сортов стали, на которую наносится дополнительный огнеупорный слой.
Две части такой многоразовой формы соединяются между собой специальными крепежными элементами, способными выдерживать высокую температуру. Применение кокилей позволяет добиться не только увеличения скорости изготовления чугунных отливок, но и заметного повышения точности их размеров и гладкости поверхности. Величина неровностей снижается до 20-40 микрометров. Кроме того, кокили можно передать в новые цеха, что облегчает расширение серийного производства.
В том случае, когда требуется особенно высокая точность размеров и чистота поверхности чугунного литья, для изготовления многоразовых форм применяются так называемые модели. Они представляют собой точную копию будущей детали, сделанную из легкоплавкого материала. На поверхность готовой модели наносится тонкая огнеупорная оболочка. После этого копию разогревают, что приводит к её расплавлению. Полученную таким образом жидкость удаляют за пределы оболочки. В результате образуется готовая форма, которую можно заполнить чугуном. Этот способ позволяет снизить размеры неровностей на поверхности готовой детали до 20 микрометров и менее.