 |
Кокильные машины.. АК12 - Алюминиевый литейный сплав АК12 - химический состав, механические, физические и технологические свойства, плотность, твердость, применение
|
|
|
|
Кокильные машины.
В зависимости от расположения плоскости разъема кокиля в пространстве и от характера перемещения его формообразующих элементов (собственно кокиля и металлических стержней) различают машины для получения отливок в формах с горизонтальной и вертикальной плоскостями разъема (число подвижных подкокильных плит 1—6 с учетом подвижных поддонов н верхних стержней).
Кокильные машины имеют разнообразные компоновочные решения. Наибольшее число машин имеют разное исполнение (с цилиндрическими направляющими для перемещения кокильных плит) или консольное. Первые применяют в основном при производстве крупных отливок из черных и цветных сплавов; вторые — при производстве мелких отливок из легких цветных сплавов.
Для крупносерийного и массового производства отливок наиболее целесообразно применение карусельных машин или заливочных комплексов. По сравнению с кокильными станками для этих машин характерны: высокая производительность совмещению во времени всех операций технологического цикла; минимальная занимаемая площадь, наименьшие энергетические затраты, удобство обслуживания и наиболее рациональная организация работы; возможность механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций и на этой основе возможность встраивания в автоматические линии производства отливок. Большинство созданных карусельных машин имеет четное число позиций — 4, 6, 8, 12, 16 — и вертикальную ось вращения, т. е. платформу с кокильными секциями, перемещаемыми в горизонтальной плоскости.
В большинстве кокильных машин, как правило, предусмотрены полуавто-матический и автоматический циклы работы с автоматизацией следующих операций: сборки кокиля, выдержки отливки в период кристаллизации, извлечения металлических стержней, раскрытия и выталкивания отливки.
|
|
|
На базе стационарных и нестационарных (карусельных) кокильных машин разработаны автоматизированные комплексы и технологические линии с манипуляторами для удаления отливок из кокилей, устройства для отбивки (отрезки) литников и прибылей, устройства для нанесения на кокиля теплозащитного покрытия, заливочно- дозирующие установки и другие механизмы и узлы.
Литье в кокиль является одним из наиболее широко применяемых видов литья в настоящее время. Из-за автоматизации технологического процесса, литье становится наиболее экономически выгодным при изготовлении больших партий отливок и начале серийного или массового производство конкретной детали.
Примечание: Al - основа; процентное содержание Al дано приблизительно
| Примечание: При применении сплава для деталей, работающих в морской воде, массовая доля меди не должна превышать 0, 30% |
| Механические свойства: | ||||
| в | - Предел кратковременной прочности, [МПа] | |||
| T | - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] | |||
| 5 | - Относительное удлинение при разрыве, [ % ] | |||
|
| - Относительное сужение, [ % ] | |||
|
KCU | - Ударная вязкость, [ кДж / м2] | |||
|
HB | - Твердость по Бринеллю, [МПа] | |||
| Физические свойства: | ||||
| T | - Температура, при которой получены данные свойства, [Град] | |||
| E | - Модуль упругости первого рода, [МПа] | |||
| | - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), [1/Град] | |||
| | - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)] | |||
| | - Плотность материала, [кг/м3] | |||
| C | - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |||
| R | - Удельное электросопротивление, [Ом·м]
| |||
АК12 - Алюминиевый литейный сплав АК12 - химический состав, механические, физические и технологические свойства, плотность, твердость, применение
| d5 | - Относительное удлинение при разрыве, [ % ] |
| y | - Относительное сужение, [ % ] |
| KCU | - Ударная вязкость, [ кДж / м2] |
| HB | - Твердость по Бринеллю, [МПа] |
Физические свойства:
| T | - Температура, при которой получены данные свойства, [Град] |
| E | - Модуль упругости первого рода, [МПа] |
| a | - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20° - T ), [1/Град] |
| l | - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)] |
| r | - Плотность материала, [кг/м3] |
| C | - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20° - T ), [Дж/(кг·град)] |
| R | - Удельное электросопротивление, [Ом·м] |
| Hc | - Коэрцитивная сила (не более), [ А/м ] |
Рассчитаем табличным способом на припуск на внутренний диаметр - размер 59 мм
припуск составляет 4, 0 мм
с помощью электронного калькулятора расчета припусков рассчитаем этот же параметр
Рассчитаем припуск на размер 10, 2мм
припуск составляет 2, 8мм
Рассчитаем припуски на размер 55мм
припуск составляет 4, 0 мм
Рассчитаем припуски на размер 56, 7 мм
припуск составляет 4, 0 мм Особенности формирования и качество отливок.
Кокиль - металлическая форма, обладающая по сравнению с песчаной значительно большей теплопроводностью, теплоемкостью, прочностью, но практически нулевыми газопроницаемостью Эти свойства материала кокиля обусловливают рассмотренные ниже особенности его взаимодействия с металлом отливки:
Высокая эффективность теплового взаимодействия между отливкой и формой: расплав и затвердевающая отливка охлаждаются в кокиле быстрее, чем в песчаной форме, т. е. при одинаковых гидростатическом напоре и температуре заливаемого расплава заполняемость обычно хуже, чем песчаной формы. Это осложняет получение в кокилях отливок из сплавов с пониженной жидко текучестью и ограничивает минимальную толщину стенок и размеры отливок. Средняя толщина стенок кокильных отливок из алюминиевых сплавов составляет 3-7 мм. Вместе с тем повышенная скорость охлаждения способствует получению плотных отливок с мелкозернистой структурой, что повышает прочность и пластичность заливаемых сплавов. Однако в отливках из чугуна, получаемых в кокилях, вследствие особенностей кристаллизации часто образуются карбиды, отрицательно влияющие на свойства чугуна: снижается ударная вязкость, износостойкость, резко возрастает твердость в отбеленном поверхностном слое, что затрудняет обработку резанием таких отливок и приводит к необходимости подвергать их термической обработке (отжигу) для устранения отбела.
|
|
|
Кокиль практически неподатлив и более интенсивно препятствует усадке отливки, что затрудняет извлечение ее из формы, может вызвать появление внутренних напряжений, коробление и трещины в отливке. Однако размеры рабочей полости кокиля могут быть выполнены значительно точнее, чем в песчаной форме. При литье отсутствуют погрешности, вызываемые расталкиванием модели, упругими и остаточными деформациями песчаной формы, снижающими точность ее рабочей полости и отливки. Поэтому отливки в кокилях получаются более точными.
Физико-химическое взаимодействие металла отливки минимально, что способствует повышению качества поверхности отливки. Отливки в кокиль не имеют пригара. Шероховатость поверхности отливок определяется составами облицовок и красок, наносимых на поверхность рабочей полости формы, и соответствует значениям Rz=80-20 мкм, но может быть и меньше.
Кокиль практически газонепроницаем, но и газотворность его минимальна и определяе тся в основном составами огнеупорных покрытий, наносимых на поверхность рабочей полости. Однако газовые раковины в кокильных отливках - явление не редкое. Причины их появления различны, но в любом случае расположение отливки в форме, способ подвода расплава и вентиляционная система должны обеспечивать удаление воздуха и газов из кокиля при заливке.
Эффективность производства и область применения
Эффективность производства кокильных отливок зависит от того, насколько полноценно и правильно используются преимущества этого процесса, учитываются его особенности и недостатки и условиях конкретного производства.
|
|
|
Выделяются следующие основные преимущества литья в кокиль:
Повышение производительности труда в результате исключения трудоемких операций смесеприготовления, формовки, очистки отливок от пригара. Поэтому использование литья в кокиль, по данным различных металлургических предприятий, позволяет в 2 - 3 раза повысить производительность труда в литейном цехе, снизить капитальные затраты при строительстве новых цехов и реконструкции существующих за счет сокращения требуемых производственных площадей, расходов на оборудование, очистные сооружения и т. д.
Повышение качества отливки, обусловленное использованием металлической формы, повышение стабильности показателей качества: механических свойств, структуры, плотности, шероховатости, точности размеров отливок.
Устранение или уменьшение объема вредных для здоровья операций выбивки форм, очистки отливок от пригара, их обрубки, общее оздоровление и улучшение условий труда, меньшее загрязнение окружающей среды.
Механизация и автоматизация процесса изготовления отливки, обусловленная многократностью использования кокиля. Для получения отливок заданного качества легче осуществить автоматическое регулирование технологических параметров процесса. Автоматизация процесса позволяет улучшить качество отливок, повысить эффективность производства, изменить характер труда литейщика, управляющего работой таких комплексов.
Следует также отметить и основные недостатки литья в кокиль:
Высокая стоимость, сложность и трудоемкость его изготовления.
Ограниченная стойкость, измеряемая числом годных отливок, которые можно получить в данном кокиле. Так средняя стойкость из стали 40Х составляет 20-35 тысяч, применение высококачественных жаропрочных сталей типа 4Х5МФС позволяю повысить среднюю стойкость до 200-300 тысяч съемов. От стойкости кокиля зависит экономическая эффективность процесса.
Сложность получения отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо усложнять конструкцию формы - делать дополнительные разъемы, использовать вставки, разъемные металлические или песчаные стержни.
Невысокая податливость кокиля приводит к появлению в отливках напряжений, а иногда и наличие трещин.
Область применения напрямую зависит от материала его рабочей стенки, что
Перед началом литья в кокиль металлического расплава необходимо выполнить операции технологического процесса по подготовке его к работе. Эта работа выполняется в несколько этапов.
Поверхности кокиля и место стыков полуформ необходимо очистить от загрязнений, коррозии, масел.
|
|
|
Выполняют проверку подвижности перемещающихся деталей, точность их установки и надежность крепления на местах для этого предназначенных.
На этом этапе поверхности формы смазывают огнестойкими материалами. В этом качестве применяют специальные краски и смазки.
Технологический процесс литья в кокиль
Веществ, которые применяют при облицовке кокиля, зависят от марки заливаемого состава. Толщина покрытия зависит от необходимой скорости охлаждения отлитой заготовки. То есть, чем больше слой наносимой облицовки, тем заготовка будет медленнее охлаждаться. Огнестойкий слой призван решить еще одну задачу в процессе этого литья – обеспечить сохранность формы от скачка температуры во время заливки металла, а также оплавления ее частей и их схватывания с расплавом. В состав
замков. Металлический расплав подают в форму через систему литников.
Рассчитаем припуск на внутреннем диаметре размер 35 мм.
припуск составляет3, 6 мм
|
|
|
