Другие методы литья металлов

Содержание.

• Центробежное литье металлов
• Разливка в формы. Процесс затвердевания расплава
• Другие методы литья металлов

Кокильное литье.  К о к и л и - это металлические литейные формы. Простейшим видом кокиля является самодельная л и с т о в а я и з л о ж н и ц а. Она представляет собой две металлические пластины с выдавленными в них углублениями требуемой формы. В верхней части пластин находится литниковая воронка. Для специальных отливок такую изложницу можно легко изготовить самостоятельно (рис. 1).

Рис. 1. Самодельный кокиль с различными проволочными
вставками.

В двух прямоугольных стальных пластинах выбивается литниковая воронка. Затем из четырехгранной проволоки выгибают контур заливочной полости желаемой формы, укладывают эту согнутую проволоку между стальными пластинами и плотно зажимают их в тисках или струбцине; литейная форма готова. В случае необходимости на проволоке делают пропилы для выхода воздуха. У таких <проволочных> форм соотношение между толщиной отливки и ее весом должно быть выдержано в следующих пределах:

Перед заливкой рекомендуется закоптить рабочие поверхности литника и изложницы пламенем восковой свечи, чтобы создать изолирующий и скользящий слои для втекающего металла.
Только в исключительных случаях, например при отливке пустотелых деталей, внутреннюю поверхность изложницы покрывают тончайшим слоем масла. Если масло или воск будут нанесены толстым слоем, то под действием тепла заливаемого металла они могут вскипеть и загореться, что приведет к многочисленным дефектам отливок.
Перед литьем всегда необходимо установить форму на железную заливочную плиту, посыпанную песком, чтобы уловить случайно прорвавшийся при заливке металл. Большие листовые и <проволочные> изложницы следует устанавливать наклонно, чтобы заливаемый металл скользил внутрь, а не падал бы сверху, разбрызгиваясь при ударе о дно формы.

Рис. 2. Раскрытый стальной кокиль для обручального кольца с готовой отливкой.

Формы из чугуна и стали следует слегка подогревать, чтобы расплавленный металл не подвергался внезапному быстрому охлаждению. Металлические формы из алюминиевых сплавов могут применяться без предварительного подогрева.
В условиях небольших предприятий хорошо зарекомендовали себя стальные кокили для отливки обручальных колец, показанные на рис. 2. Расстояние между полуформами кокиля, определяющее ширину кольца, регулируется с помощью внешнего винта. Дефекты, наблюдаемые при отливке обручальных колец в кокиль и меры их предупреждения даны в таблице.

Возможные дефекты при литье в кокиль и способы их устранения

Литье в разовые формы. В противоположность литью в кокиль при литье в разовые формы их изготовляют каждый раз заново собственными средствами. Преимущество этого метода заключается в том, что он дает возможность получения отливок самых разнообразных размеров и фасонов. Недостаток состоит в том, что такую форму можно использовать только один раз.

Литье в известковые формы из осса-сепии. Это один из надежных и быстрых способов литья в формы, изготовленные из известковой раковины моллюска каракатицы, часто применяемые для отливки мелких изделий: колец, брошей и т. п. Область его применения ограничивается тем, что толщина раковины допускает формовку моделей только до определенного размера, и, кроме того, невозможно воспроизвести точно тонкий рисунок модели. Одна сторона такой раковины является прочной и твердой, другая, служащая для воспроизведения отпечатка модели, - податливой, мягкой и мелкозернистой.

Изготовление формы, состоящей из двух частей для отливки шинки мужского кольца. При отсутствии готовой шинки модель ее можно изготовить из свинца. Из свинцовой полосы вырезают и выпиливают заготовку с необходимой формой сечения и сгибают ее. Диаметр шинки должен быть чуть меньше, чем это требуется для готового изделия, так как после ковки и опиливания отливки диаметр кольца получится несколько большим. Если модель сборная, то детали ее соединяются шеллаком.
В основном следует обратить внимание на то, чтобы модель не могла уходить <под себя>, т. е. чтобы модель не могла расширяться книзу от плоскости разъема формы, так как при извлечении ее в таком случае можно разрушить материал формы.
По этой же причине внутреннюю поверхность кольца следует делать не только гладкой, но и слегка выпуклой по ширине, так как в этом случае модель будет легче извлечь из формы.
Раковину осса-сепии средней величины разрезают на две равные части в продольном направлении. Плоскости разреза обеих половинок с внутренней мягкой стороны пришлифовываются оселком. Форму изготавливают таким образом, чтобы утолщенная часть ее находилась внизу. В одну из полуформ вдавливают почти до половины модель шинки, затем на нее накладывают и прижимают вторую половину формы. Потом их сжимают так, чтобы пришлифованные плоскости изложницы плотно прилегали друг к другу. Одновременно с этим по углам одной из полуформ устанавливаются минимум два уголка из стального или латунного листа для фиксации полуформ. Наружные края формы ровно обрезают. Стенки формы не должны быть очень тонкими, так как при разливке металла они могут разрушиться. Кроме фиксирующих уголков, точное положение полуформ перед заливкой можно устанавливать по рискам, надпиленным ножовкой на боковых стенках обеих полуформ.
После вдавливания модель осторожно вынимают. Литниковый канал вырезают в виде широкой воронки. Чертилкой прорезают несколько вентиляционных каналов, от полости формы вверх, для отвода воздуха и горючих газов. Готовую форму очищают сухой мягкой кисточкой, составляют в соответствии с маркировочными уголками и надрезами и связывают мягкой проволокой. На внешней твердой стороне панцирьной формы выпиливают несколько канавок для предотвращения смещения проволоки. После просушки форма готова к заливке.

Изготовление формы, состоящей из трех частей, для отливки массивного мужского кольца с кастом для камня (рис. 3).

Рис. 3. Раскрытая известковая форма из трех частей с готовой отливкой.

Изготовление модели. Модель можно изготовить из свинцовой полосы, как это было описано при изготовлении шинки кольца. Во многих случаях рациональнее отлить заготовку из свинца в простейшей листовой форме и затем довести ее до нужной конфигурации и размеров. Из тонкой латунной полосы сгибают контур формы (рис. 4, а), слегка вдавливают его в плоский кусок древесного угля и закрепляют булавками. Расплавленный свинец заливают в форму и получают заготовку модели. При желании в касте заготовки можно сделать отверстие. Для этого в месте каста в контурной полосе формы делают прямоугольные надрезы и, отогнув лапки, устанавливают на них стержень (рис. 4, б). Для предотвращения утечки свинца из формы позади образовавшихся окон устанавливают латунные полоски. Этим методом можно изготавливать модели различной формы и конфигурации.

Рис. 4. Листовая форма для изготовления свинцовой модели: а) кольца со сплошным кастой; б) кольца с полым кастой.

Изготовление формы. Большую раковину осса-сепии разрезают на три части. Обе верхние части предназначены для шинки, нижняя - для каста. Все три части с внутренней стороны обрабатывают по плоскости. В обе боковые верхние части вдавливают модель шинки кольца, до заплечиков каста, одновременно с маркировочными уголками. После этого части формы разъединяют, вынимают модель, собирают полуформы вместе и пришлифовывают нижнюю поверхность частей форм, пока не покажется отпечаток шинки. Модель снова вставляют в форму и вдавливают каст кольца в нижнюю часть заготовки формы до полного совпадения всех трех частей формы. Одновременно с этим вдавливают нижние маркировочные уголки. После этого модель снова вынимают и прорезают литниковый и вентиляционный каналы. Затем форму собирают так, как показано на рис. 5.
Заливка. При литье в известковые формы из осса-сепии необходима довольно большая прибыль. Так как литье должно осуществляться при более низких температурах, то для улучшения литейных качеств металла рекомендуется добавлять в расплав непосредственно перед разливкой 0,5% чистого цинка. Добавка цинка существенно снижает поверхностное натяжение и вязкость расплава при низких температурах. Расплав перемешивают и, как только на поверхности появится затвердевающая пленочка, производят разливку. Если заливку производить слишком перегретым металлом, то форма выгорает и вследствие этого отливка получается нечеткой, и, кроме того, она становится пористой.

Рис. 5. Собранная и подготовленная для литья известковая форма из осса-сепии.

Литье в песчаные (земляные) формы. При литье в песчаные формы применяются две прямоугольные рамки - опоки, изготовленные из стали или легких металлов. На узкой стороне опок делается литниковая воронка. Одна из опок имеет направляющие штифты, входящие в соответствующие отверстия другой опоки.
Подготовка песка. Сухой формовочный песок просеивают через мелкое сито и увлажняют. Затем его основательно перемешивают до тех пор, пока он не станет вязким и пластичным. Для пробы скатывают мелкие шарики, высоко подбрасывают их и ловят. Если песок хороший, то шарики не распадаются.

Изготовление формы для восьмиугольной выпуклой броши (рис. 6).
Опока с направляющими отверстиями устанавливается внутренней стороной на стеклянную подмодельную плиту. В нижней трети опоки укладывается модель. Модель и подмодельная плита припудриваются припылом. Затем опоку наполняют небольшим количеством песка, который слегка прижимают к модели деревянной трамбовкой для того, чтобы песок по возможности хорошо заполнил все изгибы поверхности. Только после этого тщательно утрамбовывают стальной трамбовкой и постепенно заполняют песком форму доверху. Стальной линейкой удаляют лишний песок заподлицо с высотой опоки. Заформованную опоку переворачивают и укладывают на подмодельную плиту моделью вверх. На нее устанавливают вторую опоку. Модель зачищают и припудривают ликоподием всю поверхность песчаной формы. Далее проделывают то же самое, что и с первой опокой, т. е. насыпают песок, слегка прижимают его к модели, затем плотно утрамбовывают и сглаживают. После этого опоки разъединяют.
Осторожным постукиванием деревянным молоточком модель расталкивается в форме, а затем, после переворачивания опоки, выпадает из нее (приподнимать модель пинцетом не рекомендуется). От отпечатка модели в обеих полуформах прорезается литниковый канал. Его поверхность выглаживают мягкой кисточкой, смоченной в воде, чтобы облегчить скольжение жидкого металла при заливке. Литниковый канал должен быть по возможности длинным. При литье небольших предметов нет необходимости прорезать вентиляционные каналы, так как высохшая формовочная масса обладает достаточной газопроницаемостью.
Подготовка к литью и заливка. Форму собирают, закрепляют опоки струбцинами и медленно просушивают над печью. Быстрая просушка приводит к разрушению формы. Для контроля степени просушки вплотную к литнику прикладывают зеркало. Если оно не запотевает, то форму можно подогревать открытым пламенем до той температуры, которая необходима при заливке.
Одновременно металл расплавляют, нагревают его примерно на 150 градусов выше температуры ликвидуса и выливают в горяцую форму.

Рис. 6. Раскрытые опоки песчаной формы с моделью.

По материалам книги 'Теория и практика ювелирного дела', 1975 год

<< Предыдущая статья