How Does Metal Casting Work (Ultimate Guide)

Литье — это процесс введения жидкости в форму и ее застывания внутри формы. Затем материал можно извлечь из формы, чтобы создать деталь или предмет.

Литье используется для создания одной или нескольких копий с оригинального произведения искусства (скульптуры). Литье широко используется в автомобилестроении, в том числе при отливке блоков и головок цилиндров или при вакуумной формовке пластмасс.

Это особенно верно, когда речь идет о расплавленных металлах

Литье можно использовать для получения горячих жидких металлов и расплавляемых пластмасс (так называемых термопластов) или других материалов, которые застывают после смешивания компонентов, например некоторых пластиковых смол

(например, эпоксидная смола), водозастывающих материалов, таких как бетон и гипс, а также материалов, которые становятся жидкими или пастообразными, когда они становятся влажными, например, глины. Когда форма достаточно высохнет и станет твердой, ее извлекают из формы и сушат в печи.

Оглавление

How Does Metal Casting Work

При принятии решения об использовании других технологий вместо литья важным фактором является замена. Существует множество альтернатив литью, включая детали, которые можно штамповать на пуансонном прессе, глубокой вытяжкой или экструзией, детали, которые также можно подвергать холодной гибке или экструзии, и детали, изготовленные из высокоактивных металлов.

Литье металлов можно разделить на литье в недешевые и расходные формы.

Формы, не подлежащие переработкеЛитье — это общая классификация, включающая литье пластмасс, оболочек и литье по выплавляемым моделям (метод утраченного воска).

Для них требуются временные формы, которые не подлежат повторному использованию, и сила тяжести, заставляющая расплавленную жидкость поступать в литейные полости. Форма используется только один раз.

Расходная обработка пресс-форм

В процессах дорогостоящего литья металлов используются временные, не подлежащие возврату литейные формы

Литье в нерасходуемые формы отличается от других расходных процессов тем, что форму не нужно переделывать после каждого производственного цикла. Существует как минимум четыре метода использования этой технологии: непрерывный, постоянный, литейный и центробежный.

Современные технологии массового литья металлов позволяют получать точные формы, внешне очень похожие на бумажное маше. Однако они огнеупорны и нуждаются в опоре во время процесса литья.

Повышенная точность позволяет получать более тонкие и легкие отливки. Не нужно добавлять лишний металл, чтобы обеспечить вариативность форм. Эти технологии литья в тонкие формы используются в автомобилестроении с 1960-х годов.

Многие автомобильные компоненты изготавливаются из алюминия. Процесс литья под давлением для получения деталей правильной формы гораздо точнее, чем литье в песчаные формы, и значительно снижает стоимость отделки и механической обработки.

Хотя стоимость материала и обработки выше, чем у чугуна, это один из самых эффективных способов снижения веса автомобиля. Это важно как для экономии топлива, так и для ускорения.

Процесс литья в пене

Некоторые металлические отливки, такие как блоки автомобильных двигателей, были изготовлены с помощью процесса литья в песок, концептуально схожего с процессом литья с потерей воска. Этот процесс известен как процесс потерянной пены.

Шаблон изготавливается из полистирола, а затем песок набивается вокруг пенопласта, чтобы удержать его на месте. Под воздействием тепла металла пена расплавляется внутри формы. Это позволяет металлу поступать в полость.

Процесс литья с потерей пены более стабилен, чем традиционное литье в песчаные формы. Это позволяет добиться большей гибкости дизайна и уменьшить необходимость в обработке отливки.

Изначально эта техника была разработана для литья абстрактных произведений искусства в глиняные формы. Она была принята компанией Saturn для коммерческого производства в больших количествах.

При этом процессе образуется много дыма и неконтролируемо сгорает пластик.

Литье металла в домашних условиях и расходные материалы

Существует множество наборов, которые помогут любителям начать заниматься литьем металла в домашних условиях. Ebay — хорошее место для начала поиска. Там много продавцов, продающих наборы и принадлежности.

Литье по выплавляемым моделям

Литье металла по выплавляемым моделям — это древний процесс, который широко используется и сегодня. Хотя в разных литейных мастерских процесс отличается, вот основные этапы, используемые при отливке небольших бронзовых скульптур на современном бронзолитейном заводе.

Скульптура Художник создает оригинальные произведения искусства, используя воск, глину и другие материалы. Поскольку они сохраняют свою мягкость, предпочтительнее использовать воск и глину на масляной основе.

Изготовление формы

С оригинальной скульптуры создается форма. Формы обычно состоят из двух частей. В процессе изготовления между каждой половинкой формы помещают прокладку с ключами, чтобы обеспечить правильную сборку. Формы для небольших скульптур обычно изготавливаются из гипса.

Однако они могут быть изготовлены и из стекловолокна или других материалов. Часто используется внутренняя форма, изготовленная из латекса или винила и поддерживаемая гипсовой частью формы. Гипсовая форма обычно изготавливается из гипса.

Поскольку оригиналы прочны и не могут согнуться, когда гипсовая форма удаляется, поэтому их часто вырезают из оригинала, а затем отливают отдельно. Для воссоздания большого оригинала, например скульптуры в натуральную величину, может потребоваться много форм.

Воск

После того как гипсовые и латексные формы готовы, залейте в них расплавленный воск и закрутите до получения равномерного покрытия. Обычно толщина такого слоя составляет около 1/4 дюйма. Это можно сделать в несколько слоев.

Форму вынимают из воска. Хотя форма может быть использована художником повторно для создания дополнительных восковых копий, износ формы ограничивает их количество. Обычное количество копий для небольших бронзовых произведений — 25.

Чеканка

Каждая полая восковая копия должна быть «отбита». Разогретый металлический инструмент используется для соскабливания любых следов, показывающих «линии разделения» или вспышки, где части формы соединялись вместе.

Куски воска можно нагревать и прикреплять друг к другу; литейщики используют «регистрационные знаки», которые применяются многими компаниями для определения их принадлежности.

Украшение

После того как восковая копия будет воссоздана в точности как оригинальное произведение искусства, ее «подстригают», используя древовидную структуру воска. Это позволит расплавленной бронзе течь. Тщательно продуманная пружина начинается сверху с восковой крышки, которая крепится к восковой копии восковыми цилиндрами.

Восковая копия

Сплюснутая восковая копия окунается в керамический шликер, а затем в смесь, содержащую порошкообразную глину и песок. Заготовку оставляют до высыхания, а затем продолжают процесс, пока толщина не достигнет минимум полудюйма.

Внутренняя часть чашки остается без покрытия. Плоский верх чашки служит основанием, на котором изделие будет стоять во время этого процесса.

Выжигание

Покрытое керамикой изделие помещается в печь чашкой вниз. Она нагревается и затвердевает, превращая керамическое покрытие в оболочку.

После этого воск плавится. Хотя расплавленный воск часто можно использовать повторно, он также может сгореть в процессе обжига.

Единственное, что остается от оригинального произведения искусства внутри керамической оболочки, — это негативное пространство. Чашка, вентиляционные трубки и фидер также теперь полые.

Тестирование

После остывания керамической оболочки ее проверяют, чтобы убедиться, что вода проходит через фидер и вентиляционные трубки.

Протечки или трещины можно заделать густой керамической пастой. Для проверки толщины можно просверлить отверстия в оболочке. Затем заделайте отверстие.

Заливка

После того как раковина затвердела в печи, ее помещают в ванну с песком чашкой вверх. Раковину заполняют бронзой, расплавляя ее в тигле в печи. Если раковину не нагреть, она будет разбита. Дайте раковинам, наполненным бронзой, остыть.

Освобождение — раковину отбивают молотком или обрабатывают пескоструйным аппаратом, чтобы освободить ее от грубой бронзы. Чтобы повторно использовать пружину в другой отливке, ее также точно воспроизводят в металле.

Металлическая чеканка

Бронзовые копии восковых копий «чеканятся» так же, как и оригинальные произведения искусства. Их обрабатывают до тех пор, пока на них не исчезнут следы литья и они не станут похожи на оригинал.

Ямки в расплавленной бронзе заполняются пузырьками воздуха, а остатки шпаклевки зачищаются напильником и полируются.

Патинирование — Бронза окрашивается по выбору художника с помощью химических веществ, которые наносятся на остывший или нагретый металл. Этот цвет называется патиной.

Она часто бывает зеленой, коричневатой, белой или черной, чтобы имитировать поверхность бронзовых скульптур. (Патины — это результат окисления и других воздействий окружающей среды, которым бронза подвергается в течение многих лет.

Многие художники предпочитают более яркие бронзы, похожие на краски. Они менее непрозрачны, чем краска, и позволяют металлу сиять.

Чтобы защитить поверхность, после нанесения патины на нее часто наносят восковое покрытие. Слой воска помогает замедлить процесс окисления, который может привести к изменению цвета патины.

Форма для процесса литья воском (справа) и бронзовая скульптура, изготовленная с помощью формы (слева).

Скульптура Дэвида Аскалона

Любой материал, который может плавиться, гореть или испаряться, может быть использован в процессе литья по выплавляемым моделям. Для изготовления блоков цилиндров некоторые производители автомобилей применяют метод утраченной пены.

Модель этого корпуса изготавливается из полистирола, затем она помещается в колбу для литья, которая включает в себя драгу и конус. Затем колба заполняется литейным песком.

Пена поддерживает песок и позволяет создавать формы, которые были бы невозможны, если бы они зависели от песка.

Затем в форму заливается металл. Когда металл поступает в форму, тепло от него испаряет всю пену. Заливка расплавленной бронзы в формы для скульптур

Литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы используется в основном для создания плоских рельефных скульптур. В песчаном литье часто используется алюминий.

Все начинается с ванны с песком. Песок сначала смачивают, а затем с помощью предмета или скульптора вдавливают его в песок. Углубление заполняют расплавленным алюминием и дают ему остыть.

Затем художник может продолжить доработку объекта, «довести» его до ума или оставить шероховатую поверхность, характерную для изделий, отлитых из песка.

Литье в песок используется в производстве для создания грубых металлических отливок. Затем эти отливки дорабатываются с помощью одного или нескольких следующих процессов:

  • Механическая обработка
  • Машинное шлифование
  • Грубое шлифование
  • Покрытие
  • Ковка
  • Полировка
  • Упрочнение дробью
  • Упрочнение молотком

Отливки из песка легко узнать по текстуре формы, напоминающей песок.

Из-за несовершенства процесса изготовления формы точность отливки будет ограничена. Это означает, что лишний материал должен быть удален с помощью шлифования или машинной обработки.

Узоры

Изготовитель лекал — это мастер, который создает мастер по проекту, предоставленному инженером.

Металл, из которого будет производиться отливка, немного уменьшится в размерах между застыванием и остыванием, поэтому мастер должен быть немного больше, чем конечный продукт.

Чтобы упростить процесс изготовления детали, мастер использует термоусадочную линейку. Выкройка также включает дополнительные пути для входа металла — литник и выхода газа — стояк.

Материалы для формовки и коробки

Для получения выкройки необходима формовочная емкость, состоящая из нескольких частей (также известная как литейная колба или кокиль и волоки).

Формовочные коробки могут быть изготовлены из секций, которые могут скрепляться между собой или с торца. Нижняя часть ящика используется для заполнения плоского предмета подготовленной формовочной смесью.

Затем песок укладывается с помощью вибрации, называемой «трамбовкой», и периодически выравнивается. Для стабилизации поверхности песка можно использовать прокладочную смесь. Затем на песок укладывается шаблон. Затем рисунок покрывается дополнительным песком.

Затем крышка устанавливается на коробку. Вы можете добавить еще размер и исправить ошибки, возникшие при удалении рисунка. Снова закройте коробку. Получается «зеленая форма», которую необходимо высушить для получения горячего металла.

Неправильно высушенные формы могут взорваться и разбросать расплавленный металл. В некоторых случаях литье можно производить без сушки. Химические связующие, такие как фурановые смолы и песок, упрочненный амином, также могут скреплять песок.

Охлаждение

Можно поместить в форму металлические пластины (охладители), если требуемое чугунное или стальное литье находится в затвердевшем, вязком состоянии.

В таких местах металл получается более твердым и мелкозернистым из-за быстрого охлаждения. Охлаждающий сердечник делает внутренний диаметр цилиндра двигателя более твердым.

Сердечники

Для создания полостей в отливке, например, для жидкостного охлаждения в блоках или головках цилиндров, используются негативные формы для изготовления сердечников.

Обычно сердечники отливаются в песчаной форме и после удаления шаблона вставляются в литейный контейнер. Из-за дополнительного времени на установку и более высокой стоимости таких форм следует избегать, когда это возможно. Металлические отливки в песчаной форме: Алюминий (слева) и Бронза (справа).

После того как форма готова, ящик с песком помещается в контейнер для заливки расплавленной стали.

  • Цинк
  • Олово
  • Свинец
  • Металлические сплавы для горшков
  • Алюминиевый сплав
  • Латунь
  • Бронза
  • Сталь
  • Железо

После заливки жидкого металла ящик следует оставить до полного остывания.

Песок удаляют, оставляя черновой отливок, который в случае с железом или сталью может быть красного цвета.

Отливка из тяжелых металлов, таких как железо или свинец, затруднена, поскольку они намного тяжелее литейной массы. Это приводит к тому, что отливка не получается, так как песок выталкивает ее из правильной формы.

Ящик с сердечником и полученными результатами (усилен проволокой). Полученные результаты показаны ниже. Левый шаблон (используется вместе с сердечником) и отливка внизу (проволока идет от сердечника).

Сердечники отливок затем разбиваются на стержни или дробинки. Черновая отливка затем используется для удаления металла со стояков и литников.

Для снятия напряжений, вызванных первоначальным охлаждением, или для повышения твердости (в случае стали и чугуна) путем закалки в масле или воде можно использовать термическую обработку.

Для укрепления отливки можно использовать поверхностную обработку давлением, например, дробеструйное упрочнение. Это повышает прочность и устойчивость к трещинам при растяжении.

Требования к конструкции

Важно, чтобы деталь и узор были разработаны с учетом каждого этапа процесса. Песок формы не должен нарушаться во время извлечения.

Сердечники также должны быть получены и размещены в нужных местах. Чтобы удалить деталь из пресс-формы, необходимо придать поверхности, перпендикулярной линии раздела, небольшую конусность (также известную как осадка). Это относится и к стержням, так как они должны извлекаться в стержневом ящике в своей форме.

Чтобы избежать неполного литья, литники или стояки должны быть установлены таким образом, чтобы обеспечить надлежащее движение металла и газов внутри формы.

Если часть стержня или формы потеряется, она может оказаться в готовой отливке. Это приведет к образованию песчаной ямы и сделает отливку непригодной для использования.

Внутренние пустоты могут быть вызваны газовыми карманами. Эти пустоты могут быть видны сразу или после тщательной механической обработки. Неразрушающий контроль может применяться в критических случаях или когда риск напрасной траты усилий очень велик.

Декоративное использование узоров

Некоторые люди начали коллекционировать старые деревянные узоры, которые когда-то использовались для изготовления форм для литья деталей машин.

Отливка каракатицы

Литье каракатиц с помощью каракатицы — традиционный метод отливки небольших предметов. Он используется серебряниками и ювелирами для создания копий с металлических оригиналов. Хотя мелкая зернистость каракатицы дает хорошую четкость, она также придает отливке характерную текстуру поверхности.

Литье из гипса

Литье из гипса очень похоже на литье в песчаные формы, за исключением того, что вместо песка используется гипс. Гипсовая смесь состоит на 70-80 % из гипса, на 20-30 % из прочного вещества и воды.

Форма обычно готова менее чем за неделю. После этого скорость производства формы составляет 1-10 единиц в час. Эта машина может отливать изделия весом до 45 кг или весом до 30 грамм с чрезвычайно высоким разрешением поверхности и очень точными допусками.

Обычный гипс не может быть легко перелит после того, как он был использован и потрескался. Гипсовое литье используется для цветных металлов, таких как:

  • Сплавы на основе меди
  • Цинк
  • Алюминий

Из-за медленной реакции между серой в гипсе и железом его нельзя использовать для отливки черных материалов.

Чтобы форма не прилипала к шаблону, перед подготовкой формы на нее наносится тонкий слой разделительного состава.

Встряхните устройство, чтобы гипс покрыл мелкие трещины вокруг детали. После того как гипс застынет, пора снимать форму. Литье из гипса — это более высокий уровень сложности и требует специальных навыков.

В то время как роботы могут легко выполнять автоматические функции, более точные модели требуют большего внимания со стороны человека.

Формовка ракушек

Литье в оболочку похоже на процесс литья металла в песчаную форму, за исключением того, что для удержания зерен вместе используется смесь песка и 3-6 % эпоксидной смолы.

После нескольких недель подготовки и производства можно изготовить шаблон формы для литья ракушек. Производительность составляет примерно 5-50 штук в час.

Нормальный вес изделий из алюминия и магния составляет около 13,5 кг, но можно отливать изделия весом 45-90 кг. Толщина стенок оболочковой формы может варьироваться в пределах 3-10 мм в зависимости от времени, необходимого для формирования смолы.

Процесс литья металла в оболочковые формы состоит из 12 этапов:

  • Во-первых, подготовьте металлическую плиту, подобранную по размеру
  • Смешивание смолы с песком
  • Нагрев детали: Обычно между 505 и 550 K
  • Инвертирование шаблона: Песок находится на одной стороне коробки, шаблон — на другой. Время, в течение которого ящик переворачивается, зависит от толщины фрезы.
  • Запекание и отверждение раковин
  • Вкладыши втягиваются
  • Вставка сердечников
  • То же самое можно проделать со второй половиной.
  • Сборка формы
  • Формовка
  • Снятие отливки
  • Очистка и обрезка.
  • Песчано-смоляную смесь можно переработать, сжигая ее при высоких температурах.

Инвестиционное литье

Литье по выплавляемым моделям (процесс «потерянного воска») позволяет получить высокодетализированное изделие с исключительными металлургическими свойствами.

В инвестиционном литье также используется пенополистирол

При переменном времени изготовления, обычно составляющем несколько недель, возможно производство 1-1000 изделий в час в форме массой от 2,3 до 2,7 кг. Штучное производство возможно для изделий весом до 45 кг и весом до 30 г.

Сначала создайте литьевой штамп в соответствии с вашими требованиями. Этот штамп используется для впрыска воска в нужные детали для литья по выплавляемым моделям.

Прикрепите детали к центральной восковой полосе, и у вас получится сборка. Заливная чаша — это место, где расплавленная сталь будет заливаться в сборку.

В зависимости от желаемой толщины оболочки восковую сборку можно погрузить в керамический раствор. Затем каждый керамический слой покрывается слоем мелкого песка, обычно циркона. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет получена желаемая раковина.

После того как раковина будет создана в соответствии с вашими требованиями, необходимо удалить воск. Обычно для этого используется автоклав.

Отсюда и пошло название «процесс потерянного воска». Таким образом создается оттиск отливки, который будет использован для заполнения ее металлом. Чтобы оболочки не треснули во время литья, их сначала нужно нагреть в печи.

Затем в керамическую оболочку заливается нужный металл. Металлом заполняется каждая часть сборки, а также заливочная чашка и центральная литниковая полость. После остывания формы оболочка удаляется.

Наиболее распространенным методом удаления оболочки является водоструйная обработка, но существуют и другие методы. Отлитые металлические детали остаются, но они по-прежнему прикреплены к литнику.

Для удаления отдельных деталей используется холодный разрыв. Для этого детали окунают в жидкий азот, а затем отламывают молотком и/или зубилом.

Завершите работу. Сначала необходимо удалить ворот (или область, где деталь была прикреплена к литнику). Затвор должен быть удален и отшлифован в соответствии с техническими характеристиками детали.

Детали также проверяются на правильность отливки и при необходимости ремонтируются или отбраковываются. В зависимости от спецификации и предприятия, где производится литье по выплавляемым моделям, дополнительные отделочные работы могут выполняться на месте или по договору субподряда.

Высококачественное литье по выплавляемым моделям позволяет получать высококачественные изделия из всех металлов. Оно используется для изготовления металлов с очень высокой температурой.

Литье в постоянные формы

Литье в постоянные формы, которое чаще всего используется для цветных металлов, требует нескольких недель подготовки. После этого достигается производительность 5-50 изделий в час.

Верхний предел для изделий из железных сплавов составляет 9 кг (ср. до 135 кг для многих деталей из цветных металлов), а нижний предел — около 0,01 кг.

Перед обработкой стальные полости покрываются огнеупорной промывкой из ацетиленового мыла. Это обеспечивает легкое удаление покрытия и продлевает срок службы инструмента.

Срок службы постоянных пресс-форм зависит от того, как за ними ухаживают. По истечении этого срока их необходимо обновить или заменить.

Литые детали, изготовленные в постоянных формах, демонстрируют 20-процентное увеличение прочности на разрыв и 30-процентное увеличение удлинения по сравнению с песчаным литьем.

Требуется только регулярное нанесение покрытия. Литье в постоянные формы обычно используется для получения сплавов на основе железа, алюминия, магния и меди. Этот процесс может быть автоматизирован.

Литье металлов под давлением

При литье под давлением расплавленная стальная отливка впрыскивается в форму под высоким давлением. Средняя скорость производства 20-200 изделий в час достигается с помощью штампов.

Максимальный вес деталей из алюминия, магния и цинка составляет примерно 4,5, 18 и 45 килограммов соответственно. Однако существуют и более крупные машины; нижний предел во всех случаях составляет 30 граммов.

Машины для литья под давлением обычно имеют большие размеры (3 x 8 м) и работают под высоким давлением 100 мегапаскалей (1000 кгс/см2) или выше. Алюминий обычно обрабатывается при более низком давлении.

Одна форма может производить более 500 000 отливок, если она хорошо спроектирована. Хотя пресс-формы стоят дорого, можно значительно сэкономить, отливая компоненты.

Конструкция — это основной этап производства. Обычно для этого используется стальной сплав, требующий большого мастерства и тонкой оснастки.

Большинство цветных материалов, включая алюминий, цинк и магний, изготавливаются методом литья под давлением. Так изготавливаются некоторые игрушки, например модели автомобилей.

Центробежное литье

Поскольку центробежное литье создает собственную силу подачи с помощью временных песчаных форм, оно не зависит от силы тяжести и давления. Оно вращается в прядильной камере со скоростью 90 g (900 м/с2).

Время изготовления определяется областью применения. Полуцентробежная и истинно центробежная обработка позволяет производить 30-50 изделий в час в пресс-форме, при этом практический предел партии составляет около 9000 кг общей массы, а типичный предел для каждого изделия — 2,3-4,5 кг.

Промышленное применение метода Круппа для центробежного литья железнодорожных колес было очень ранним. Это обеспечило быстрый рост производства.

Этот метод использует процесс потерянного воска для литья небольших художественных изделий, например ювелирных. Под действием сил вязкий жидкий металл проходит через крошечные проходы и превращается в мелкие детали, такие как листья и лепестки.

Этот метод похож на вакуумное литье и также может использоваться для отливки ювелирных изделий.

Непрерывное литье

Непрерывное литье металла — это усовершенствованный процесс литья, который позволяет непрерывно производить большие объемы металлических изделий с постоянным сечением.

Расплавленный металл заливается в охлаждаемую водой медную форму, которая может быть открыта в любой момент. Это позволяет сформировать кожу из твердого металла поверх жидкого.

Прядь вынимается из формы и помещается в камеру с распылителями воды и роликами. Ролики поддерживают тонкую кожу, а распылители отводят тепло и затвердевают прядь снаружи внутрь.

Пряди определенной длины отрезаются механическими ножницами, проходящими через оксиацетиленовые резаки, а затем передаются в другой формовочный процессор на склад.

Размеры отливок могут варьироваться от полос (толщиной в несколько миллиметров и шириной около пяти метров) до заготовок (квадрат 90-160 мм) или слябов (ширина 1,25 м при толщине 230 мм). Иногда перед резкой прядь подвергается горячей прокатке.

Непрерывное литье — это лучший способ производства продукции более высокого качества. Оно позволяет более тонко контролировать процесс, а также обладает очевидными преимуществами непрерывной формовки.

Непрерывно отливаются такие металлы, как алюминий, медь и сталь. Сталь — самый разливаемый материал.

Скорость охлаждения

Температура, при которой охлаждается отливка, может повлиять на ее микроструктуру, качество и свойства.

Изделия для литья в песчаные и шликерные формы, которые часто имеют большие размеры и толстые стенки, остывают медленно. Это уменьшает размер зерна металла, что создает микроструктуру, снижающую прочность отливки.

Отливка может быть ослаблена, если зерна слишком крупные. Это происходит потому, что элементы сплава могут отделяться друг от друга.

При медленном охлаждении металл отливки остывает медленнее, что позволяет выходить большему количеству газов и отработанных металлов. Это снижает вероятность образования пустот или ослабления отливки.

Однако литье под давлением и металлические формы охлаждаются быстрее, что приводит к образованию более тонкой микроструктуры с более мелкими зернами и меньшим расслоением сплава, но с большим количеством задержанных газов и включений.

Однако, согласно коэффициенту Пиллингса-Бедворта, прочность пропорциональна размеру зерна в обратной пропорции.

Если при изготовлении литых изделий используются методы дегазации при подготовке расплавленного металла, они могут быть прочнее эквивалентных отливок из песка.

Усадка

Металл, как и большинство материалов, имеет меньшую плотность, чем жидкость. Отливки сжимаются по мере охлаждения — в основном из-за застывания, а также из-за снижения температуры твердого материала. Существует два способа компенсации этих природных явлений.

Объемная усадка

Застывание может вызвать усадку, которая приводит к образованию полостей в отливке и ее ослаблению.

По мере затвердевания отливки в стояк добавляется материал. Стояк, также известный как «питатель», предназначен для того, чтобы затвердевать раньше, чем отливка, к которой он присоединен.

Жидкий металл из стояка будет поступать в застывающую отливку и питать ее до полного застывания. В стояке будет полость, в которой будет виден подаваемый металл. Стояки могут увеличить затраты, поскольку часть материала необходимо удалить.

Это делается путем отрезания отливки, которая будет отправлена заказчику. Ризеры необходимы для того, чтобы изготавливать детали без внутренней усадки.

Иногда может происходить направленная усадка. Форма должна содержать холод. Любой материал, который проводит тепло быстрее, чем материал, используемый для литья, называется охладителем.

Если для формовки используется кварцевый песок, охладитель может быть изготовлен из меди, железа и алюминия. Он также может содержать графит, циркон, циркон, циркон, хромит или любой другой материал, способный быстрее отводить тепло от отливки. Отливки затвердевают при постепенном затвердевании.

Однако в некоторых конструкциях для регулирования скорости и порядка затвердевания может использоваться охладитель.

Линейная усадка

Для уменьшения усадки, вызванной затвердеванием, можно использовать деталь увеличенного размера. Специальные «усадочные линейки», используемые производителями лекал, применяются для создания лекал для отливок требуемого размера.

Эти линейки могут быть на 2-6 % больше в зависимости от материала отливки. Такая линейка гарантирует получение крупной детали при изготовлении узора.

Форма также будет больше, потому что расплавленная сталь сжимается при застывании, поэтому отливка будет такого размера, какого требует дизайн.

Вы можете посмотреть на нашем сайте лучшие сварочные аппараты TIG за деньги.

Похожие записи