Литье в металлические формы - кокили

Кокиль изготовляют из чугуна, стали и других сплавов. Способ литья в кокиль имеет преимущества перед литьем в песчаные формы. Кокили выдерживают большое число заливок (от нескольких сот до десятков тысяч) в зависимости от заливаемого в них сплава; чем ниже температура заливаемого сплава, тем больше их стойкость. При этом способе исключается применение формовочной смеси, повышаются технико-экономи­ческие показатели производства, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.

Высокая теплопроводность кокиля ускоряет процесс кристал­лизации сплава и способствует получению отливок большой гер­метичности и с высокими механическими свойствами.

Высокая прочность металлических форм позволяет много­кратно получать отливки одинаковых размеров. Минимальное физико-химическое взаимодействие металла отливки и формы повышает качество поверхности отливки.

К недостаткам этого способа литья относится сравнительно малая стойкость и высокая стоимость изготовления кокиля.

Образование внутренних напряжений в отливке требует соблю­дения точного технологического процесса литья. У поверхности чугунных отливок образуется структура цементита, что затруд­няет их механическую обработку; поэтому необходима термическая обработка.

В кокилях получают 45% всех алюминиевых и магниевых отливок, 6% стальных отливок, 11% чугунных отливок. Этот способ литья экономически целесообразен в серийном и массовом производствах.

Кокиль чаще изготовляют из двух половин, соответствующих двум полуформам при литье в песчаные формы. Рабочая полость кокиля соответствует внешней конфигурации отливки. Установленные в эту форму песчаные стержни образуют полости с конфигурациями отливки. Для заливки кокиля жидким металлом в плоскости разъема или в стержне выполняют каналы для литниковой системы. Сплав заполняет пространство между полостью кокиля и стержнем образуя отливку. После затвердевания отливки кокиль раскрывают и из него выталкивается готовая отливка. Затем все процессы повторяются.

В зависимости от конфигурации отливки кокили изготовляют с одним или несколькими разъемами. Плоскости разъема кокиля могут быть вертикальными, горизонтальными или комбинирован­ными и неразъемными.

На рис. 3 приведен кокиль с вертикальной линией разъема. Он состоит из двух полуформ 1 и 2; для центрирования двух половин кокиля служат штыри 3 и 4. Для образования полости для знаков ставят стержень 5. Металл заполняет кокиль через литник. Отливки выталкиваются из кокиля тол­кателями через отверстие 6. Газы из кокиля удаляются через выпор. Кокиль к станку прикрепляют специальными приливами.

Чтобы уменьшить скорость охлаждения отливок, избежать образования закаленного слоя около их поверхности и повысить стойкость кокиля, на его рабочую поверхность наносят тепло­изоляционные покрытия. Их приготовляют из одного или несколь­ких огнеупорных материалов (кварцевой муки, молотого шамота, графита, мела, талька и др.) и связующего материала (жидкого стекла, сульфитного щелока, патоки и др.).

В зависимости от толщины и свойств применяемых покрытий кокили подразделяют на кокили с тонкослойными покрытиями толщиной до 0,5 мм, которые служат для заливки сплавов с повы­шенной плотностью и герметичностью; облицованные кокили, покрытые стержневой смесью толщиной 2—5 мм, применяются для заливки тугоплавких сплавов (сталей, чугуна и др.), при изготовлении отливок сложной конфигурации и тон­костенных отливок; футерованные кокили, рабочую часть которых полностью или частично покрывают формовочной смесью толщиной 6—12 мм. Применяются для изготовления крупных толстостенных отливок из чугуна или стали.

Кокили практически газонепроницаемы. Газы удаляются из формы через выпор 2 и газовые каналы, выполненные по линии разъема кокиля или в специальных пробках. Газовые каналы делают обычно глубиной 0,2—0,5 мм. Через такие каналы не выте­кает жидкий сплав и легко удаляются газы.

Толкатели обычно изготовляют из цилиндрического прутка. Эти прутки проходят через отверстие в стенке кокиля. Когда кокиль закрыт, концы толкателя находятся заподлицо с гнездом его рабочей части. При открывании кокиля концы толкателя выступают из него и выталкивают отливку.

Рис. 3. Разъемный металлический кокиль с разъемным стержнем

Полость отливки образуют песчаными и металлическими стерж­нями Применяют цельные и разъемные металлические стержни. Цельные стержни служат для образования полости отливки простой конфигурации, а разъемные — для обра­зования более сложной полости отливки. Неразъемные стержни и вкладыши легко удаляются из отливки. Разъемные стержни изготовляют из 3—5 частей (рис.3), которые собирают и устанавливают в кокиль; после заливки сплавом и затверде­вания отливки стержень извлекается по частям. Основной стер­жень для изготовления алюминиевого поршня состоит из трех частей; центрового стержня 7 и двух боковых 8 и 9. Вначале извле­кается центровой — клинообразный стержень 7, затем боковые 8 и 9, а потом стержни 10 и 11.

Часто для образования внешней поверхности отливки, затруд­няющей ее удаление из кокиля, устанавливают вкладыши. Механизировать и автоматизировать технологический про­цесс кокильного литья легче, чем процесс литья в песчаные формы. Для механизации применяют кокильные машины — однопозиционные и карусельные. На этих машинах автоматизируют следующие технологические процессы: открывания и закрывания кокилей, простановку и удаление металлических стержней и выталкивание отливок из кокиля. Кару­сельные машины обычно состоят из группы однопозиционных машин, которые установлены на вращающемся столе. При враще­нии стола на первой позиции автоматически закрываются кокили, на второй проставляются стержни, на третьей заливаются кокили сплавом, на четвертой затвердевают отливки, на пятой открываются кокили и выталкиваются отливки, на шестой продуваются воздухом кокили, на седьмой наносят на кокили покрытия и т. д. При­меняют автоматические кокильные линии, на которых все про­цессы изготовления отливки автоматизированы.

Чугунные отливки, рабочие поверхности которых должны иметь высокое сопротивление износу (прокатные валки, чугунные колеса, некоторые части дробилок и т. п.), изготовляют с отбелен­ной поверхностью. Поверхностный слой таких отливок имеет структуру белого чугуна, переходящую в более глубоких слоях в перлитную. Это достигается применением комбинированной формы с металлической частью в том месте, где в отливке необхо­димо получить поверхностный слой отбела; остальная часть формы — песчаная.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: