Литье в машиностроении: процесс, плюсы, минусы, терминология и применение

Что такое литье

Литье — технологический процесс: расплавленный металл лиют в форму или полость заданной формы, дают затвердеть → заданная форма. Широко применяется для сложных деталей, нереализуемых другими методами. Основные детали: станины станков (токарные, фрезерные), детали ДВС и др. — все литье.

Рабочий процесс

Много видов литья с разными схемами, но все включают этапы:

1. Плавка металла в подходящей печи.
2. Налив расплава в заранее подготовленную полость.
3. Затвердевание при заданной скорости охлаждения.
4. Извлечение литья, очистка, дальнейшие операции: механическая обработка, чистовая отделка, полировка.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Любую сложную конструкцию экономично.
• Габариты изделия не ограничены.
• Высокая предел прочности на сжатие.
• Широкий диапазон свойств литьевых конструкций.
• Можно получить точную деталь.
• Любой материал можно отлить.
• Изотропная структура.
• Самый дешевый среди способов производства.
• Композитные компоненты легко делаются литьем.

Недостатки

• Плохая чистота поверхности — нужна чистовая операция.
• Дефекты литья неисключимы.
• Низкая устойчивость к усталоте vs ковка.
• Неэкономично для массового производства (в контексте единичных/мелкосерийных — уточнение: современные методы литья под давлением/кокильное литье применяются в серийном производстве).

Терминология литья

Чан (Flask)

Формообразовательный чан держит песковую форму. В песке — полость изделия. Песок утрамбовывают в чан. Минимум 2 части — для извлечения модели.

Верх (Cope)

Верхняя половина чана.

Низ (Drag)

Нижняя половина чана.

Щеки (Cheeks)

Промежуточные части чана (>2 частей). Для сложного литья.

Модель (Pattern)

Копия изделия. Дерево, воск или др. В чан, песок утрамбовывают → полость в песке.

Наливная чаша (Pouring Basin)

Воронкообразная полость сверху формы. Металл лиют в чашу → распределение по форме.

Затвор (Runner)

Горизонтальный канал расплава. Соединяет впуск с впускной системой. Обычно в нижней половине формы.

Подливка (Riser)

Резервуар расплава после окончания налива. При затвердевании объемная усадка уменьшает размеры. Подливка доедает расплав, компенсируя усадку. Виды: верхняя, слепая, боковая и др.

Впуск (Sprue)

Канал, соединяющий наливную чашу с затвором. Контролирует поток расплава. Коническая форма.

Внутренний затвор (Ingate)

Входная точка, через которую расплав попадает в рабочую полость формы.

Сердечник (Core)

Для полых полостей. Песчаная структура, устанавливается в полость там, где нужна полость. Расплав не заполняет объем сердечника → полая деталь.

Чаплеты (Chaplets)

Опорные элементы сердечника. Держат/поддерживают сердечник в форме. Защищают от сил при литье.

Хиллы (Chills)

Твердые металлические вставки в полость для ускорения охлаждения. Направленная кристаллизация. Высокая теплопроводность.

Вентиляции (Vents)

Малые каналы в форме для выхода газов при затвердевании.

Всё о литье: процесс, плюсы, минусы, терминология. Вопросы — в комментариях. Понравилось — делитесь. Подпишитесь. Спасибо!