Metoda de turnare a cochiliei bazat pe primire semiforme de unica folosinta si miezuri sub forma de cochilii cu grosimea de 6...10 mm.

Ele sunt realizate prin întărirea unui strat dintr-un amestec pe un instrument metalic, în care liantul, atunci când este încălzit, se topește mai întâi și apoi se întărește (ireversibil), dând învelișului o rezistență ridicată. Tehnologia turnării în matrițe de coajă include o serie de operațiuni, a căror implementare în timpul turnării prin această metodă are caracteristici pronunțate.

Acestea includ: prepararea unui amestec special nisip-rășină; formarea formelor de cochilie cu pereți subțiri și a tijelor pe echipamentele model; asamblarea matrițelor și pregătirea lor pentru turnare.

Pentru prepararea formelor de coajă se produce un liant special, care este un amestec de rășină fenol-formaldehidă cu un catalizator de întărire a rășinii introdus într-o cantitate de 7...8%.

Formarea preliminară a carcasei se realizează cel mai adesea folosind un buncăr rotativ 1, în care se toarnă amestecul de nisip-rășină 2 (Fig. 19, a). Pe partea superioară a buncărului, prevăzută cu un canal inelar 3 pentru alimentarea cu apă de răcire, se instalează o placă model metalică 4, încălzită la 200...240 o C, cu modelele în jos și fixată. fixat pe acesta folosind patru coloane de ghidare 5. Împingetorii sunt distribuiti uniform pe toată placa, se extind pe suprafața de lucru atât a modelului, cât și a plăcii modelului. Acestea sunt fixate cu tije speciale în prizele plăcii 6 și fixate în aceasta cu o placă de presiune 8. În carcasa 9 se așează placa model cu dispozitivul de ejectare. Pentru fixarea plăcii de împingere în poziția inițială, arcuri 10 sunt instalat pe coloanele de ghidare 5.

Orez. 19. Tehnologia de turnare a carcasei

Pentru a preforma carcasa, buncărul 1, echipat cu toroane 11 și un mecanism de rotație, este rotit cu 180°, iar materialul de turnare cade pe placa modelului fierbinte (Fig. 19, b), compactându-se sub influența forțelor gravitaționale. În stratul de amestec adiacent plăcii, rășina se topește (la o temperatură de 95-115 o C), umezind boabele de nisip, apoi începe să se polimerizeze, se îngroașă și se întărește pe măsură ce se încălzește la o temperatură mai ridicată. In 30...40 de secunde de expunere rasina reuseste sa se topeasca intr-un strat de aproximativ 10 mm grosime.

Stratul rămâne pe placa model după întoarcerea buncărului în poziția inițială (Fig. 19, c) și aruncarea părții din amestec care nu a reacționat, și-a păstrat proprietățile inițiale și este potrivită pentru utilizare ulterioară, pe fundul buncăr.

Acum, placa de model cu semiforma de coajă formată este scoasă din buncăr (Fig. 19, d) și introdusă în cuptorul 12 (Fig. 19, e), unde la o temperatură de 300-400 o C, polimerizarea se termină în 90...120 s, iar rășina capătă o rezistență tehnologică ridicată. Apoi, semiforma de coajă finită este îndepărtată de pe placa modelului (Fig. 19, f) și conectată la o altă jumătate de matriță (de exemplu, prin lipire) pe o presă pneumatică specială (Fig. 19, g). Pentru a preveni ruperea topiturii, matrițele cu o despicare verticală sunt de obicei turnate (Fig. 19, h) într-o umplutură de susținere (nisip, împușcătură etc.). Formele de înălțime mică cu despicare orizontală în cele mai multe cazuri nu sunt turnate și sunt turnate pe paleți cu un pat de nisip. Piesele turnate din aproape orice aliaje industriale cu o greutate de până la 200...300 kg sunt produse în matrițe de coajă..

Avantajele turnării în forme de coajă în comparație cu turnarea în matrițe unice cu nisip și lut sunt următoarele:

• reducerea parametrilor de rugozitate a suprafeței și îmbunătățirea semnificativă a aspectului pieselor turnate;
• capacitatea de a produce piese turnate cu relief subțire și complex, precum și piese turnate cu pereți groși cu canale turnate de secțiuni mici;
• reducerea intensității forței de muncă a unui număr de operațiuni proces tehnologic(pregătirea amestecului, realizarea matriței, curățarea pieselor turnate etc.);
• reducerea de 8...10 ori sau mai mult a volumului de prelucrare și transport al materialelor de turnare;
• reducerea consumului de metal al echipamentelor de turnare.

În plus, turnarea în forme de coajă se caracterizează printr-o rigiditate mai mică a carcasei, ceea ce ar trebui considerat ca un avantaj al metodei în comparație cu metodele de turnare la rece.

Principalele dezavantaje ale metodei de turnare a cochiliei:

• cost relativ ridicat al liantului de rășină;
• complexitatea echipamentelor modelului și tijei;
• eliberare crescută de substanțe chimice nocive în timpul descompunerii termice a liantului de rășină;
• rezistență insuficientă a carcasei atunci când se produc piese turnate grele;
• tendinţa de apariţie a anumitor tipuri specifice de defecte care însoţesc permeabilitatea scăzută la gaz a matriţei de turnare.

.

Esența turnării cu ceară pierdută se rezumă la producerea de piese turnate prin turnarea metalului topit într-o matriță de turnare dintr-o singură bucată, cu pereți subțiri, de unică folosință, realizată dintr-o suspensie refractară care se mișcă lichid, conform modelelor de unică folosință (se fac modele de ceară pierdută de unică folosință). din componente ușor fuzibile - parafină, acizi grași etc.) cu solidificarea ulterioară a metalului turnat, răcirea turnării în matriță și îndepărtarea acesteia din matriță (Fig. 20).

Aer comprimat

Fig.20. Secvența operațiunilor procesului de turnare a investițiilor: 1 - producția de modele într-o matriță; 2 - colecție de modele într-un bloc de modele pe un suport metalic; 3 - aplicarea unei suspensii refractare pe blocul model; 4 - stropirea stratului de suspensie cu material granular în patul fluidizat

Caracteristicile distinctive ale turnării de investiții sunt conductivitatea termică scăzută și temperatura inițială ridicată a matriței, care reduce semnificativ rata de îndepărtare a căldurii din metalul turnat și îmbunătățește umplerea cavității matriței, dar în același timp duce la o mărire a cristalului. structura și la apariția cavităților de contracție și a porozității în pereți 6... 8 mm.

Suspensia ceramică face posibilă reproducerea cu acuratețe a contururilor modelului, iar formarea unei matrițe de turnare dintr-o singură bucată cu rugozitate scăzută a suprafeței ajută la obținerea de piese turnate cu precizie geometrică ridicată și, de asemenea, cu rugozitate scăzută a suprafeței, ceea ce reduce semnificativ volumul. prelucrare turnări Aportul de prelucrare este de 0,2…0,7 mm.

Turnarea metalului topit în matrițe fierbinți face posibilă obținerea de piese turnate complexe cu o grosime a peretelui de 1...3 mm și o greutate de la câteva grame până la câteva zeci de kilograme din aliaje rezistente la căldură greu de prelucrat (pale de turbină), oțeluri rezistente la coroziune (roți pentru pompe), oțeluri carbon în producție de masă (în fabricarea de mașini și instrumente, alte ramuri ale ingineriei mecanice) orez. 21; orez. 22.

Orez. 21. Piese turnate produse prin turnare cu ceară pierdută

Orez. 22. Turnare cu ceară pierdută

Chill turning. Esența turnării sub presiune este producția de piese turnate prin turnarea metalului topit în matrițe metalice reutilizabile - forme de răcire urmată de solidificarea metalului turnat, răcirea turnării și îndepărtarea acesteia din cavitatea matriței (Fig. 23).

Fig.23. Turnarea metalelor: 1 - tijă; 2 - matriță de răcire; 3 - turnare

Caracteristicile distinctive ale turnării la rece sunt că formarea turnării are loc în condiții de interacțiune termică intensă cu matrița de turnare, adică metalul turnat și turnarea de solidificare sunt răcite în matrița de răcire la o viteză mai mare decât într-o matriță de nisip; matrița de răcire practic nu este flexibilă și previne mai intens contracția piesei turnate, ceea ce face dificilă îndepărtarea acesteia din matrița de răcire și poate duce, de asemenea, la deformarea și fisurile piesei turnate; interacțiunea fizică și chimică dintre turnarea și matrița de răcire este minimă, ceea ce ajută la îmbunătățirea calității stratului de suprafață al turnării.

Kokili- matrițe metalice - realizate prin turnare, prelucrare mecanică și alte metode din fontă cenușie (SCh 15, SCh 20 etc.), oțel (10L, 15L, 20L etc.) și alte materiale. Tijele și diferitele inserții sunt realizate din oțeluri aliate (30KhGS, 35KhGSA, etc.), deoarece elementele de matriță pentru răcire funcționează în condiții de temperaturi ridicate și sarcini mecanice.

Toate operațiunile tehnologice de turnare în răcire sunt mecanizate și automatizate. Turnarea la rece este utilizată în producția de masă și în serie pentru a produce piese turnate din fontă, oțel și aliaje neferoase cu grosimea peretelui de 3...100 mm, cântărind de la câteva grame la câteva sute de kilograme (Fig. 24).

La turnarea într-o matriță de răcire, consumul de amestecuri de turnare și miez este redus. solidificarea pieselor turnate are loc în condiții de îndepărtare intensivă a căldurii din metalul turnat, ceea ce asigură o densitate mai mare a metalului și proprietăți mecanice decât turnările obținute cu ajutorul matrițelor de nisip. Piesele turnate realizate prin turnare la rece se disting prin precizie dimensională geometrică ridicată și rugozitate scăzută a suprafeței, ceea ce reduce permisele de prelucrare la jumătate față de turnarea cu nisip. Această metodă de turnare este foarte productivă.

Defecte chill turning - complexitatea ridicată a fabricării matrițelor chill, durabilitatea lor limitată, dificultatea de a produce piese turnate cu configurații complexe.

Orez. 24. Piese turnate obținute prin turnare la rece

Turnare centrifuga.În turnarea centrifugă, un aliaj este turnat în matrițe rotative; formarea turnării se realizează sub acțiunea forțelor centrifuge, ceea ce asigură o densitate mare și proprietăți mecanice ale turnării (Fig. 25).

Fig.25. Mașină cu ax pentru realizarea de turnări prin turnare centrifugă:

1 - jgheab; 2 - capac; 3 - strat protector; 4 - forma; 5 - sistem de racire; 6 - ax; 7 - scripete; 8 - pat; 9 - bază de beton; 10 - motor electric; 11 - Transmisie cu curele trapezoidale

Prin turnare centrifugă, turnările sunt realizate în matrițe de turnare de metal, nisip, coajă și înveliș pe mașini centrifuge cu axă de rotație orizontală sau verticală.

Matrite metalice - matritele sunt realizate din fonta si otel. Grosimea matriței este de obicei de 1,5...2 ori grosimea turnării. În timpul procesului de turnare, matrițele sunt răcite din exterior cu apă sau aer. Pe suprafața de lucru a matriței se aplică acoperiri de protecție împotriva căldurii pentru a crește durata de viață a acestora. Înainte de a începe lucrul, matrițele sunt încălzite la o temperatură de 200 o C.

Avantajele turnării centrifuge- obţinerea de cavităţi interioare ale semifabricatelor de ţevi fără utilizarea tijelor; economii mai mari la aliaj datorită absenței unui sistem de deschidere; posibilitatea de a obține semifabricate în două straturi, care se realizează prin turnarea alternativă a diferitelor aliaje în matriță (oțel și fontă, fontă și bronz etc.).

Turnare prin injecție. Esența turnării prin injecție este producția de piese turnate în matrițe metalice (mulaje) umplerea cu topitură sub influența forțelor externe. Solidificarea turnării are loc sub presiune excesivă sau când este răcită cu apă. După răcire, turnarea este îndepărtată din matriță (Fig. 26; Fig. 27).

La mașinile cu cameră de presare orizontală, o porțiune de metal topit este turnată în camera de presare (Fig. 26, a), care este alimentată de un piston 5 sub o presiune de 40...100 MPa în cavitatea matriței. (Fig. 26, b), constând dintr-o formă staționară 3 și o jumătate de matriță mobilă 1. Cavitatea internă din turnare se obține prin tija 2. După ce turnarea s-a întărit, matrița se deschide (Fig. 26, c), tija 2 este îndepărtată și turnarea 7 este îndepărtată din cavitatea de lucru a matriței cu ajutorul ejectoarelor 6.

Orez. 26. Schema procesului de fabricare a turnării pe mașini cu cameră de presare la rece orizontală

Orez. 27. Produse turnate prin injectie

În fig. 28a prezintă una dintre varietățile de metode turnare continuă si primit diverse forme turnări

Procesul de turnare continuă se realizează după cum urmează. Metalul topit din recipientul metalic 1 printr-o duză de grafit 2 intră într-un cristalizator răcit cu apă 3 și se solidifică sub formă de piese turnate 4, care sunt extrase de un dispozitiv special 5. Piesele turnate lungi sunt tăiate în semifabricate de lungimea necesară. Această metodă produce diverse piese turnate (Fig. 28, b) cu generatrice paralelă din fontă, cupru, aluminiu și alte aliaje. Piesele turnate obținute prin această metodă nu au incluziuni nemetalice, cavități de contracție și porozitate datorită creării solidificării direcționale a aliajului.

Orez. 28. Schema de turnare continuă orizontală (a) și eșantioane de turnare (b)

Caracteristici distinctive ale turnării prin injecție:

- presiunea semnificativă asupra topiturii (100 MPa sau mai mult) asigură o viteză mare de deplasare a fluxului de topitură în matriță (0,5...120 m/s). Acest lucru face posibilă obținerea de piese turnate cu o grosime a peretelui mai mică de 1 mm;

- de mare viteză intrarea topiturii în cavitatea matriței nu permite aer și produși de descompunere lubrifiantîndepărtat complet din cavitatea matriței. Pentru a face acest lucru, utilizați evacuarea cavității matriței sau purjarea camerei de compresie și a cavității matriței cu oxigen până când aerul este complet îndepărtat;

- intensitatea ridicată a interacțiunii termice dintre topitură, turnare și mucegai contribuie la modificarea structurii în straturile superficiale ale turnării, creșterea rezistenței acesteia etc.;

- pentru a reduce porozitatea de contracție se folosește prepresare în momentul final al presarii, drept urmare proprietățile mecanice ale materialului de turnare cresc și etanșeitatea acestora crește;

- la turnarea sub presiune, temperatura de turnare a aliajului se alege sa fie cu 10...20 o C peste temperatura lichidus, iar matrita se incalzeste la o temperatura de 120...320 o C.

Se folosește turnarea prin injecțieîn producția în masă și pe scară largă de piese turnate cu o grosime minimă a peretelui de 0,8 mm, cu precizie dimensională ridicată și rugozitate redusă a suprafeței datorită prelucrării precise și lustruirii amănunțite a cavității de lucru a matriței; fără prelucrare sau cu alocații minime, ceea ce reduce drastic cantitatea de prelucrare a pieselor turnate; cu productivitate ridicată a procesului.

În fig. 29 prezintă o diagramă a unei instalații industriale de turnare a matrițelor metalice de joasă presiune.

Orez. 29. Amenajare și instalare pentru turnare la presiune joasă:

1 - creuzet cu metal topit; 2 - sarma metalica; 3 - camera creuzetului; 4 - formă metalică; 5 - turnare; 6 - conducta de aer; 7 - capac de etanșare; 8 - încălzitoare

Defecte turnare prin injecție - cost ridicat al matrițelor și echipamentelor; prescripţie dimensiunile per totalși mase de piese turnate; prezența porozității aerului în părțile masive ale pieselor turnate, ceea ce reduce rezistența pieselor etc.

În prezent, există o serie de alte tehnologii pentru producerea pieselor turnate:

- turnare sub presiune controlată (turnare la joasă presiune, turnare la contrapresiune, turnare sub vid etc.);

- turnare cu zgură electrică. Această metodă produce piese turnate critice cu o greutate de până la 300 de tone: corpuri de supape și supape de blocare ale centralelor nucleare și termice, arbori cotiți ai motoarelor diesel marine, carcase ale vaselor de înaltă presiune, rotoare ale turbinei generatoare etc.

Alegerea unei metode raționale de realizare a turnărilor. Cerințele moderne pentru semifabricate turnate ale pieselor de mașină sunt caracterizate prin aproximarea maximă a pieselor turnate în formă și dimensiune cu piesele finite, economisirea metalului și utilizarea metodelor de turnare progresivă.

Informații generale Pentru a selecta o metodă de fabricare a turnării, utilizați un desen al piesei și cerinte tehnice pe ea; material parte; program de absolvire; parametrii prin care se optimizează metoda de producere a unei piese turnate etc.

Toate metalele pot fi turnate. Dar nu toate metalele au aceleași proprietăți de turnare, în special fluiditatea - capacitatea de a umple o matriță de turnare de orice configurație. Proprietățile de turnare depind în principal de compoziția chimică și structura metalului. Important are un punct de topire. Metalele cu puncte de topire scăzute sunt ușor de turnat industrial. Dintre metalele comune, oțelul are cel mai înalt punct de topire. Metalele sunt împărțite în feroase și neferoase. Metalele feroase sunt oțelul, fonta ductilă și fonta. Metalele neferoase includ toate celelalte metale care nu conțin cantități semnificative de fier. Pentru turnare se folosesc în special aliaje pe bază de cupru, nichel, aluminiu, magneziu, plumb și zinc. ALIAJE.

Metale negre.

Deveni.

Există cinci clase de oțeluri pentru turnarea industrială: 1) cu conținut scăzut de carbon (cu un conținut de carbon mai mic de 0,2%); 2) cu carbon mediu (0,2–0,5% carbon); 3) cu conținut ridicat de carbon (mai mult de 0,5% carbon); 4) slab aliate (mai puțin de 8% elemente de aliere) și 5) puternic aliate (mai mult de 8% elemente de aliere). Oțelurile cu carbon mediu reprezintă cea mai mare parte a turnărilor de metale feroase; Astfel de piese turnate sunt, de regulă, produse industriale de calitate standardizată. Tipuri diferite oțelurile aliate sunt proiectate pentru a obține rezistență ridicată, ductilitate, tenacitate, rezistență la coroziune, rezistență la căldură și rezistență la oboseală. Oțelurile turnate au proprietăți similare cu oțelul forjat. Rezistența la tracțiune a unui astfel de oțel variază de la 400 la 1500 MPa. Masa piesei turnate poate varia într-o gamă largă - de la 100 g la 200 de tone sau mai mult, grosimea în secțiune - de la 5 mm la 1,5 m. Lungimea turnării poate depăși 30 m. Oțelul este un material universal pentru turnare. Datorită rezistenței și ductilității sale ridicate, este un material excelent pentru inginerie mecanică.

Fontă maleabilă.

Există două clase principale de fontă ductilă: obișnuită și perlitică. Piesele turnate sunt, de asemenea, realizate din unele fonte maleabile aliate. Rezistența la tracțiune a fontei ductile este de 250-550 MPa. Rezistența la oboseală, rigiditatea ridicată și prelucrabilitatea bună îl fac ideal pentru mașini-unelte și multe alte aplicații de producție în masă. Masa pieselor turnate variază de la 100 g la câteva sute de kilograme, iar grosimea secțiunii transversale nu este de obicei mai mare de 5 cm.

Fontă.

Fontele includ o gamă largă de aliaje de fier cu carbon și siliciu care conțin 2-4% carbon. Există patru tipuri principale de fontă folosită pentru turnare: gri, albă, albită și semiturnată. Rezistența la tracțiune a fontei este de 140–420 MPa, iar unele din fonta aliată este de până la 550 MPa. Fonta se caracterizează prin ductilitate scăzută și rezistență scăzută la impact; printre designeri este considerat un material fragil. Masa pieselor turnate variază de la 100 g la câteva tone. Piesele turnate de fier de turnare sunt folosite în aproape toate industriile. Costul lor este mic și pot fi prelucrate ușor prin tăiere.

Fontă nodulară.

Incluziunile sferice de grafit conferă fontei ductilitate și alte proprietăți care o deosebesc favorabil de fonta cenușie. Forma sferică a incluziunilor de grafit este obținută prin tratarea fontei cu magneziu sau ceriu imediat înainte de turnare. Rezistența la tracțiune a fontei nodulare este de 400–850 MPa, ductilitatea este de la 20 la 1%. Adevărat, fonta nodulară se caracterizează prin rezistența scăzută la impact a probei crestate. Piesele turnate pot avea atât grosime mare, cât și mică în secțiune transversală, greutate - de la 0,5 kg la câteva tone.

Metale neferoase.

Cupru, alamă și bronz.

Există multe aliaje diferite pe bază de cupru, potrivite pentru turnare. Cuprul este utilizat în cazurile în care este necesară o conductivitate termică și electrică ridicată. Alama (un aliaj de cupru și zinc) este utilizată atunci când se dorește un material ieftin, moderat rezistent la coroziune pentru o varietate de produse de uz general. Rezistența la tracțiune a alamei turnate este de 180–300 MPa. Bronzul (un aliaj de cupru și staniu, la care se pot adăuga zinc și nichel) este utilizat în cazurile în care este necesară o rezistență sporită. Rezistența la tracțiune a bronzurilor turnate este de 250–850 MPa.

Nichel.

Aliajele cupru-nichel (cum ar fi metalul Monel) au o rezistență ridicată la coroziune. Aliajele nichel-crom (cum ar fi Inconel și nicrom) se caracterizează prin rezistență termică ridicată. Aliajele de molibden-nichel sunt foarte rezistente la acidul clorhidric și acizii oxidanți la temperaturi ridicate.

Aluminiu.

Produse turnate din aliaje de aluminiu în În ultima vreme sunt din ce în ce mai folosite datorită lejerității și rezistenței lor. Astfel de aliaje au o rezistență la coroziune destul de mare și o conductivitate termică și electrică bună. Rezistența la tracțiune a aliajelor de aluminiu turnat variază de la 150 la 350 MPa.

Magneziu.

Aliajele de magneziu sunt folosite acolo unde cerința de ușurință este pe primul loc. Rezistența la tracțiune a aliajelor de magneziu turnate este de 170–260 MPa.

Titan.

Titanul, un material puternic și ușor, este topit în vid și turnat în forme de grafit. Faptul este că în timpul procesului de răcire, suprafața de titan poate fi contaminată din cauza unei reacții cu materialul matriței. Prin urmare, titanul turnat în alte forme decât cele realizate din pulbere de grafit prelucrat și presat este puternic contaminat la suprafață, ceea ce se manifestă prin duritate crescută și ductilitate scăzută la încovoiere. Turnarea de titan este folosită în principal în industria aerospațială. Rezistența la tracțiune a titanului turnat este de peste 1000 MPa cu o alungire relativă de 5%.

Metale rare și prețioase.

Turnările din aur, argint, platină și metale rare sunt folosite în bijuterii, tehnologia dentară (coroane, obturații); unele părți ale componentelor electronice sunt realizate și prin turnare.

METODE DE TURNARE

Principalele metode de turnare sunt: ​​turnarea statică, turnarea prin injecție, turnarea centrifugă și turnarea în vid.

Umplere statică.

Cel mai adesea se folosește umplutura statică, adică. turnarea intr-o matrita fixa. Cu această metodă, metalul topit (sau nemetal - plastic, sticlă, suspensie ceramică) este pur și simplu turnat în cavitatea unei matrițe staționare până când este umplut și menținut până când se solidifică.

Turnare prin injecție.

O mașină de turnare umple o matriță de metal (oțel) (care este de obicei numită matriță și poate fi cu mai multe cavități) cu metal topit la o presiune de 7 până la 700 MPa. Avantajele acestei metode sunt productivitatea ridicată, calitatea înaltă a suprafeței, dimensiunile precise ale produsului turnat și necesitatea minimă de prelucrare. Metalele tipice pentru turnarea sub presiune sunt zincul, aluminiul, cuprul și aliajele staniu-plumb. Datorită punctului lor de topire scăzut, astfel de aliaje sunt foarte tehnologice și permit toleranțe dimensionale strânse și caracteristici excelente de turnare.

Complexitatea configurației pieselor turnate în cazul turnării prin injecție este limitată de faptul că turnarea poate fi deteriorată atunci când este separată de matriță. În plus, grosimea produselor este oarecum limitată; mai preferate sunt produsele cu secțiune subțire, în care topitura se solidifică rapid și uniform.

Există două tipuri de mașini de turnat prin injecție - cameră rece și cameră caldă. Mașinile de presat cu cameră fierbinte sunt utilizate în principal pentru aliajele pe bază de zinc. Camera de presare la cald este scufundată în metal topit; sub o uşoară presiune aer comprimat sau sub acțiunea unui piston, metalul lichid este forțat să iasă din camera de presare la cald în matriță. În mașinile de turnare cu cameră rece, aliajul de aluminiu, magneziu sau cupru topit umple matrița sub presiune de la 35 la 700 MPa.

Piesele turnate prin injecție sunt folosite în multe aparate electrocasnice(aspiratoare, mașini de spălat, telefoane, lămpi, mașini de scris) și pe scară largă - în industria autoși în fabricarea calculatoarelor. Piesele turnate pot cântări de la câteva zeci de grame până la 50 kg sau mai mult.

Turnare centrifuga.

În turnarea centrifugă, metalul topit este turnat într-o matriță de nisip sau metal care se rotește în jurul unei axe orizontale sau verticale. Sub influența forțelor centrifuge, metalul este aruncat din canalul central spre periferia matriței, umplându-și cavitățile și se solidifică, formând o turnare. Turnarea centrifuga este economica si pentru unele tipuri de produse (axisimetrice precum tevi, inele, carcase etc.) este mai potrivita decat turnarea statica.

Umplere cu vid.

Metalele precum titanul, oțelurile aliate și aliajele la temperatură înaltă sunt topite în vid și turnate în forme multiple, cum ar fi grafitul, plasate în vid. Această metodă reduce semnificativ conținutul de gaz din metal. Lingourile și piesele turnate produse prin turnare în vid nu cântăresc mai mult de câteva sute de kilograme. În cazuri rare, cantități mari de oțel (100 de tone sau mai mult), topite folosind tehnologia convențională, sunt turnate într-o cameră de vid în matrițe sau oale de turnătorie instalate în ea pentru turnare ulterioară în aer. Camerele metalurgice mari cu vid sunt evacuate prin sisteme cu mai multe pompe. Oțelul obținut prin această metodă este utilizat pentru fabricarea produselor speciale prin forjare sau turnare; acest proces se numește degazare în vid.

Matrite de turnare

Formele de turnare sunt împărțite în forme multiple și unice (nisip). Formele multiple sunt din metal (matrițe și forme de răcire), sau refractare din grafit sau ceramică.

Forme multiple.

Formele metalice (matrițe și forme de răcire) pentru oțel sunt de obicei realizate din fontă, uneori din oțel rezistent la căldură. Pentru turnarea metalelor neferoase, cum ar fi alama, zincul și aluminiul, se folosesc matrițe din fontă, cupru și alamă.

Matrite.

Acesta este cel mai comun tip de matrițe de turnare multiplă. Cel mai adesea, matrițele sunt fabricate din fontă și sunt folosite pentru a produce lingouri de oțel în etapa inițială a producției de oțel forjat sau laminat. Formele aparțin formelor de turnare deschisă, deoarece metalul le umple de sus prin gravitație. Se mai folosesc forme „prin”, deschise atât sus, cât și jos. Înălțimea matrițelor poate fi de 1–4,5 m, diametrul – de la 0,3 la 3 m. Grosimea peretelui de turnare depinde de dimensiunea matriței. Configurația poate fi diferită - de la rotundă la dreptunghiulară. Cavitatea matriței se extinde ușor în sus, ceea ce este necesar pentru îndepărtarea lingoului.

Forma, gata de turnare, se pune pe o placă groasă de fontă. De regulă, matrițele sunt umplute de sus. Pereții cavității matriței trebuie să fie netezi și curați; Când turnați, trebuie să vă asigurați că metalul nu se varsă sau stropește pe pereți. Metalul turnat se întărește în matriță, după care lingoul este îndepărtat („decaparea lingoului”). După ce matrița s-a răcit, se curăță din interior, se pulverizează cu vopsea de turnare și se folosește din nou. O matriță vă permite să produceți 70–100 de lingouri. Pentru prelucrare ulterioară prin forjare sau laminare, lingoul este încălzit la o temperatură ridicată.

Kokili.

Acestea sunt matrițe închise de turnare metalice, cu o cavitate interioară corespunzătoare configurației produsului și un sistem de turnare, care sunt realizate prin prelucrare într-un bloc de fontă, bronz, aluminiu sau oțel. Forma de răcire este formată din două sau mai multe părți, după conectare, doar un mic orificiu rămâne în partea de sus pentru turnarea metalului topit. Pentru a forma cavități interne, în matriță se pun gips, nisip, sticlă, metal sau ceramică. Chill turning produce piese turnate din aliaje pe bază de aluminiu, cupru, zinc, magneziu, staniu și plumb.

Turnarea la rece se folosește numai în cazurile în care este necesară obținerea a cel puțin 1000 de piese turnate. Durata de viață a matriței de răcire ajunge la câteva sute de mii de piese turnate. Forma de răcire intră în deșeuri atunci când (din cauza arderii treptate a metalului topit) calitatea suprafeței pieselor turnate începe să se deterioreze în mod inacceptabil și toleranțele calculate pentru dimensiunile lor nu mai sunt îndeplinite.

Matrite din grafit si ignifuge.

Astfel de forme constau din două sau mai multe părți, atunci când sunt conectate, se formează cavitatea necesară. Forma poate avea o suprafață de despărțire verticală, orizontală sau înclinată sau poate fi dezasamblată în blocuri separate; acest lucru facilitează îndepărtarea turnării. Odată îndepărtată, matrița poate fi reasamblată și utilizată din nou. Formele din grafit permit sute de turnări, ceramică - doar câteva.

Formele multiple din grafit pot fi realizate prin prelucrarea grafitului, iar cele ceramice sunt ușor de format, deci sunt semnificativ mai ieftine decât matrițele metalice. Matrite din grafit si refractare pot fi folosite pentru turnare in cazul turnarii sub presiune nesatisfacatoare.

Formele ignifuge sunt realizate din argilă porțelan (caolin) și alte materiale foarte refractare. În acest caz, se folosesc modele din metale sau materiale plastice ușor de prelucrat. Refractarul sub formă de pulbere sau granulat este amestecat cu argilă în apă, amestecul rezultat este modelat și semifabricatul matriței de turnare este ars în același mod ca și cărămizile sau vasele.

Forme unice.

Formele de turnare cu nisip sunt supuse mult mai puține restricții decât orice altă matriță. Sunt potrivite pentru producerea de piese turnate de orice dimensiune, orice configurație, din orice aliaj; sunt cei mai puțin pretențioși la designul produsului. Formele de nisip sunt realizate dintr-un material plastic refractar (de obicei nisip silicios), oferindu-i configurația dorită astfel încât metalul turnat, la solidificare, păstrează această configurație și poate fi separat de matriță.

Amestecul de turnare se obține prin amestecarea nisipului cu argilă și lianți organici în apă într-o mașină specială.

Atunci când se face o matriță de nisip, aceasta este prevăzută cu o gaură superioară de colectare cu un „bol” pentru turnarea metalului și un sistem de închidere interioară a canalelor pentru a alimenta turnarea cu metal topit în timpul procesului de solidificare, deoarece, în caz contrar, din cauza contracției în timpul solidificării ( tipic pentru majoritatea metalelor), se pot forma goluri în turnare (cavități de contracție).

Forme de coajă.

Aceste matrițe sunt de două tipuri: material cu punct de topire scăzut (gips) și material cu punct de topire ridicat (pulbere fină de silice). O matriță de coajă de gips este realizată prin amestecarea materialului de gips cu apă cu un dispozitiv de fixare (polimer cu întărire rapidă) până la o consistență subțire și căptușirea modelului de turnare cu un astfel de amestec. După ce materialul matriței s-a întărit, acesta este tăiat, prelucrat și uscat, apoi cele două jumătăți sunt „împerecheate” și turnate. Această metodă de turnare este potrivită numai pentru metale neferoase.

Turnare cu ceară pierdută.

Această metodă de turnare este folosită pentru metale pretioase, oțel și alte aliaje cu puncte de topire ridicate. În primul rând, se face o matriță care se potrivește cu piesa turnată. Este de obicei realizat din metal cu punct de topire scăzut sau alamă (prelucrată). Apoi, prin umplerea matriței cu parafină, plastic sau mercur (apoi congelat), se obține un model pentru o turnare. Modelul este căptușit cu material ignifug. Materialul în formă de coajă este realizat dintr-o pulbere refractară fină (de exemplu, pulbere de silice) și un liant lichid. Stratul de placare rezistentă la foc este compactat prin vibrații. După ce se întărește, matrița este încălzită, modelul de parafină sau plastic se topește și lichidul curge din matriță. Apoi matrița este arsă pentru a îndepărta gazele și, atunci când este încălzită, este umplută cu metal lichid, care curge prin gravitație, sub presiunea aerului comprimat sau sub influența forțelor centrifuge (într-o mașină de turnare centrifugă).

Forme ceramice.

Formele ceramice sunt realizate din argilă de porțelan, silimanit, mullit (aluminosilicați) sau alte materiale foarte refractare. La fabricarea unor astfel de forme se folosesc de obicei modele din metale sau materiale plastice ușor prelucrate. Materialele refractare sub formă de pulbere sau granulare sunt amestecate cu un liant lichid (silicat de etil) până la o consistență gelatinoasă. Matrița nou făcută este flexibilă, astfel încât modelul poate fi scos din ea fără a deteriora cavitatea matriței. Mucegaiul este apoi tras la temperatura ridicatași turnat cu o topitură a metalului dorit - oțel, aliaj dur fragil, aliaj pe bază de metale rare etc. Această metodă face posibilă producerea de matrițe de orice tip și este potrivită atât pentru producția la scară mică, cât și pentru producția la scară mare.

TURNARE DE METAL
primind produse metalice(piese turnate) prin turnarea metalului topit într-o matriță. Partea de lucru a matriței de turnare este o cavitate în care materialul, întărindu-se la răcire, capătă configurația și dimensiunile produsului dorit.
METALE PENTRU TURNARE
Toate metalele pot fi turnate. Dar nu toate metalele au aceleași proprietăți de turnare, în special fluiditatea - capacitatea de a umple o matriță de turnare de orice configurație. Proprietățile de turnare depind în principal de compoziția chimică și structura metalului. Temperatura de topire este importantă. Metalele cu puncte de topire scăzute sunt ușor de turnat industrial. Dintre metalele comune, oțelul are cel mai înalt punct de topire. Metalele sunt împărțite în feroase și neferoase. Metalele feroase sunt oțelul, fonta ductilă și fonta. Metalele neferoase includ toate celelalte metale care nu conțin cantități semnificative de fier. Pentru turnare se folosesc în special aliaje pe bază de cupru, nichel, aluminiu, magneziu, plumb și zinc.
Vezi si
METALE NEGRE;
ALIAJE.
Metale negre. Deveni. Există cinci clase de oțeluri pentru turnarea industrială: 1) cu conținut scăzut de carbon (cu un conținut de carbon mai mic de 0,2%); 2) carbon mediu (0,2-0,5% carbon); 3) cu conținut ridicat de carbon (mai mult de 0,5% carbon); 4) slab aliate (mai puțin de 8% elemente de aliere) și 5) puternic aliate (mai mult de 8% elemente de aliere). Oțelurile cu carbon mediu reprezintă cea mai mare parte a turnărilor de metale feroase; Astfel de piese turnate sunt, de regulă, produse industriale de calitate standardizată. Diferite tipuri de oțeluri aliate sunt proiectate pentru a obține rezistență ridicată, ductilitate, tenacitate, rezistență la coroziune, rezistență la căldură și rezistență la oboseală. Oțelurile turnate au proprietăți similare cu oțelul forjat. Rezistența la tracțiune a unui astfel de oțel variază de la 400 la 1500 MPa. Masa piesei turnate poate varia într-o gamă largă - de la 100 g la 200 de tone sau mai mult, grosimea în secțiune - de la 5 mm la 1,5 m. Lungimea turnării poate depăși 30 m. Oțelul este un material universal pentru turnare. Datorită rezistenței și ductilității sale ridicate, este un material excelent pentru inginerie mecanică.
Fontă maleabilă. Există două clase principale de fontă ductilă: obișnuită și perlitică. Piesele turnate sunt, de asemenea, realizate din unele fonte maleabile aliate. Rezistența la tracțiune a fontei ductile este de 250-550 MPa. Rezistența la oboseală, rigiditatea ridicată și prelucrabilitatea bună îl fac ideal pentru mașini-unelte și multe alte aplicații de producție în masă. Masa pieselor turnate variază de la 100 g la câteva sute de kilograme, iar grosimea secțiunii transversale nu este de obicei mai mare de 5 cm.
Fontă. Fontele includ o gamă largă de aliaje de fier cu carbon și siliciu care conțin 2-4% carbon. Există patru tipuri principale de fontă folosită pentru turnare: gri, albă, albită și semiturnată. Rezistența la tracțiune a fontei este de 140-420 MPa, iar unele din fontă aliată este de până la 550 MPa. Fonta se caracterizează prin ductilitate scăzută și rezistență scăzută la impact; printre designeri este considerat un material fragil. Masa pieselor turnate variază de la 100 g la câteva tone. Piesele turnate de fier de turnare sunt folosite în aproape toate industriile. Costul lor este mic și pot fi prelucrate ușor prin tăiere.
Fontă nodulară. Incluziunile sferice de grafit conferă fontei ductilitate și alte proprietăți care o deosebesc favorabil de fonta cenușie. Forma sferică a incluziunilor de grafit este obținută prin tratarea fontei cu magneziu sau ceriu imediat înainte de turnare. Rezistența la tracțiune a fontei nodulare este de 400-850 MPa, ductilitatea este de la 20 la 1%. Adevărat, fonta nodulară se caracterizează prin rezistența scăzută la impact a probei crestate. Piesele turnate pot avea atât grosime mare, cât și mică în secțiune transversală, greutate - de la 0,5 kg la câteva tone.
Metale neferoase. Cupru, alamă și bronz. Există multe aliaje diferite pe bază de cupru, potrivite pentru turnare. Cuprul este utilizat în cazurile în care este necesară o conductivitate termică și electrică ridicată. Alama (un aliaj de cupru și zinc) este utilizată atunci când se dorește un material ieftin, moderat rezistent la coroziune pentru o varietate de produse de uz general. Rezistența la tracțiune a alamei turnate este de 180-300 MPa. Bronzul (un aliaj de cupru și staniu, la care se pot adăuga zinc și nichel) este utilizat în cazurile în care este necesară o rezistență sporită. Rezistența la tracțiune a bronzurilor turnate este de 250-850 MPa.
Nichel. Aliajele cupru-nichel (cum ar fi metalul Monel) au o rezistență ridicată la coroziune. Aliajele nichel-crom (cum ar fi Inconel și nicrom) se caracterizează prin rezistență termică ridicată. Aliajele de molibden-nichel sunt foarte rezistente la acidul clorhidric și acizii oxidanți la temperaturi ridicate.
Aluminiu. Produsele turnate din aliaje de aluminiu au fost recent folosite din ce în ce mai mult datorită ușurinței și rezistenței lor. Astfel de aliaje au o rezistență la coroziune destul de mare și o conductivitate termică și electrică bună. Rezistența la tracțiune a aliajelor de aluminiu turnat variază de la 150 la 350 MPa.
Magneziu. Aliajele de magneziu sunt folosite acolo unde cerința de ușurință este pe primul loc. Rezistența la tracțiune a aliajelor de magneziu turnate este de 170-260 MPa.
Titan. Titanul, un material puternic și ușor, este topit în vid și turnat în forme de grafit. Faptul este că în timpul procesului de răcire, suprafața de titan poate fi contaminată din cauza unei reacții cu materialul matriței. Prin urmare, titanul turnat în alte forme decât cele realizate din pulbere de grafit prelucrat și presat este puternic contaminat la suprafață, ceea ce se manifestă prin duritate crescută și ductilitate scăzută la încovoiere. Turnarea de titan este folosită în principal în industria aerospațială. Rezistența la tracțiune a titanului turnat este de peste 1000 MPa cu o alungire relativă de 5%.
Metale rare și prețioase. Turnările din aur, argint, platină și metale rare sunt folosite în bijuterii, tehnologia dentară (coroane, obturații); unele părți ale componentelor electronice sunt realizate și prin turnare.
METODE DE TURNARE
Principalele metode de turnare sunt: ​​turnarea statică, turnarea prin injecție, turnarea centrifugă și turnarea în vid.
Umplere statică. Cel mai adesea se folosește umplutura statică, adică. turnarea intr-o matrita fixa. Cu această metodă, metalul topit (sau nemetal - plastic, sticlă, suspensie ceramică) este pur și simplu turnat în cavitatea unei matrițe staționare până când este umplut și menținut până când se solidifică.
Turnare prin injecție. O mașină de turnare umple o matriță de metal (oțel) (care este de obicei numită matriță și poate fi cu mai multe cavități) cu metal topit la o presiune de 7 până la 700 MPa. Avantajele acestei metode sunt productivitatea ridicată, calitatea înaltă a suprafeței, dimensiunile precise ale produsului turnat și necesitatea minimă de prelucrare. Metalele tipice pentru turnarea sub presiune sunt zincul, aluminiul, cuprul și aliajele staniu-plumb. Datorită punctului lor de topire scăzut, astfel de aliaje sunt foarte tehnologice și permit toleranțe dimensionale strânse și caracteristici excelente de turnare. Complexitatea configurației pieselor turnate în cazul turnării prin injecție este limitată de faptul că turnarea poate fi deteriorată atunci când este separată de matriță. În plus, grosimea produselor este oarecum limitată; mai preferate sunt produsele cu secțiune subțire, în care topitura se solidifică rapid și uniform. Există două tipuri de mașini de turnat prin injecție - cameră rece și cameră caldă. Mașinile de presat cu cameră fierbinte sunt utilizate în principal pentru aliajele pe bază de zinc. Camera de presare la cald este scufundată în metal topit; sub o presiune ușoară a aerului comprimat sau sub acțiunea unui piston, metalul lichid este forțat să iasă din camera de presare la cald în matriță. În mașinile de turnare cu cameră rece, aliajul de aluminiu, magneziu sau cupru topit umple matrița sub presiune de la 35 la 700 MPa. Piesele turnate obținute prin turnare prin injecție sunt utilizate în multe aparate de uz casnic (aspiratoare, mașini de spălat, telefoane, lămpi, mașini de scris) și pe scară largă în industria auto și în producția de calculatoare. Piesele turnate pot cântări de la câteva zeci de grame până la 50 kg sau mai mult.
Turnare centrifuga.În turnarea centrifugă, metalul topit este turnat într-o matriță de nisip sau metal care se rotește în jurul unei axe orizontale sau verticale. Sub influența forțelor centrifuge, metalul este aruncat din canalul central spre periferia matriței, umplându-și cavitățile și se solidifică, formând o turnare. Turnarea centrifuga este economica si pentru unele tipuri de produse (axisimetrice precum tevi, inele, carcase etc.) este mai potrivita decat turnarea statica.
Umplere cu vid. Metalele precum titanul, oțelurile aliate și aliajele la temperatură înaltă sunt topite în vid și turnate în forme multiple, cum ar fi grafitul, plasate în vid. Această metodă reduce semnificativ conținutul de gaz din metal. Lingourile și piesele turnate produse prin turnare în vid nu cântăresc mai mult de câteva sute de kilograme. În cazuri rare, cantități mari de oțel (100 de tone sau mai mult), topite folosind tehnologia convențională, sunt turnate într-o cameră de vid în matrițe sau oale de turnătorie instalate în ea pentru turnare ulterioară în aer. Camerele metalurgice mari cu vid sunt evacuate prin sisteme cu mai multe pompe. Oțelul obținut prin această metodă este utilizat pentru fabricarea produselor speciale prin forjare sau turnare; acest proces se numește degazare în vid.
Matrite de turnare
Formele de turnare sunt împărțite în forme multiple și unice (nisip). Formele multiple sunt din metal (matrițe și forme de răcire) sau refractare din grafit sau ceramică.
Forme multiple. Formele metalice (matrițe și forme de răcire) pentru oțel sunt de obicei realizate din fontă, uneori din oțel rezistent la căldură. Pentru turnarea metalelor neferoase, cum ar fi alama, zincul și aluminiul, se folosesc matrițe din fontă, cupru și alamă.
Matrite. Acesta este cel mai comun tip de matrițe de turnare multiplă. Cel mai adesea, matrițele sunt fabricate din fontă și sunt folosite pentru a produce lingouri de oțel în etapa inițială a producției de oțel forjat sau laminat. Formele aparțin formelor de turnare deschisă, deoarece metalul le umple de sus prin gravitație. Se mai folosesc forme „prin”, deschise atât sus, cât și jos. Înălțimea matrițelor poate fi de 1-4,5 m, diametrul - de la 0,3 la 3 m. Grosimea peretelui de turnare depinde de dimensiunea matriței. Configurația poate fi diferită - de la rotundă la dreptunghiulară. Cavitatea matriței se extinde ușor în sus, ceea ce este necesar pentru îndepărtarea lingoului. Forma, gata de turnare, se pune pe o placă groasă de fontă. De regulă, matrițele sunt umplute de sus. Pereții cavității matriței trebuie să fie netezi și curați; Când turnați, trebuie să vă asigurați că metalul nu se varsă sau stropește pe pereți. Metalul turnat se întărește în matriță, după care lingoul este îndepărtat („decaparea lingoului”). După ce matrița s-a răcit, se curăță din interior, se pulverizează cu vopsea de turnare și se folosește din nou. O matriță vă permite să obțineți 70-100 de lingouri. Pentru prelucrare ulterioară prin forjare sau laminare, lingoul este încălzit la o temperatură ridicată.
Kokili. Acestea sunt matrițe închise de turnare metalice, cu o cavitate interioară corespunzătoare configurației produsului și un sistem de turnare, care sunt realizate prin prelucrare într-un bloc de fontă, bronz, aluminiu sau oțel. Forma de răcire este formată din două sau mai multe părți, după conectare, doar un mic orificiu rămâne în partea de sus pentru turnarea metalului topit. Pentru a forma cavități interne, în matriță se pun gips, nisip, sticlă, metal sau ceramică. Chill turning produce piese turnate din aliaje pe bază de aluminiu, cupru, zinc, magneziu, staniu și plumb. Turnarea la rece se folosește numai în cazurile în care este necesară obținerea a cel puțin 1000 de piese turnate. Durata de viață a matriței de răcire ajunge la câteva sute de mii de piese turnate. Forma de răcire intră în deșeuri atunci când (din cauza arderii treptate a metalului topit) calitatea suprafeței pieselor turnate începe să se deterioreze în mod inacceptabil și toleranțele calculate pentru dimensiunile lor nu mai sunt îndeplinite.
Matrite din grafit si ignifuge. Astfel de forme constau din două sau mai multe părți, atunci când sunt conectate, se formează cavitatea necesară. Forma poate avea o suprafață de despărțire verticală, orizontală sau înclinată sau poate fi dezasamblată în blocuri separate; acest lucru facilitează îndepărtarea turnării. Odată îndepărtată, matrița poate fi reasamblată și utilizată din nou. Formele din grafit permit sute de turnări, ceramică - doar câteva. Formele multiple din grafit pot fi realizate prin prelucrarea grafitului, iar cele ceramice sunt ușor de format, deci sunt semnificativ mai ieftine decât matrițele metalice. Matrite din grafit si refractare pot fi folosite pentru turnare in cazul turnarii sub presiune nesatisfacatoare. Formele ignifuge sunt realizate din argilă porțelan (caolin) și alte materiale foarte refractare. În acest caz, se folosesc modele din metale sau materiale plastice ușor de prelucrat. Refractarul sub formă de pulbere sau granulat este amestecat cu argilă în apă, amestecul rezultat este modelat și semifabricatul matriței de turnare este ars în același mod ca și cărămizile sau vasele.
Forme unice. Formele de turnare cu nisip sunt supuse mult mai puține restricții decât orice altă matriță. Sunt potrivite pentru producerea de piese turnate de orice dimensiune, orice configurație, din orice aliaj; sunt cei mai puțin pretențioși la designul produsului. Formele de nisip sunt realizate dintr-un material plastic refractar (de obicei nisip silicios), oferindu-i configurația dorită astfel încât metalul turnat, la solidificare, păstrează această configurație și poate fi separat de matriță. Amestecul de turnare se obține prin amestecarea nisipului cu argilă și lianți organici în apă într-o mașină specială. La realizarea unei matrițe de nisip, aceasta este prevăzută cu o gaură superioară de colectare cu un „bol” pentru turnarea metalului și un sistem de canal intern pentru alimentarea turnării cu metal topit în timpul procesului de solidificare, deoarece, în caz contrar, din cauza contracției în timpul solidificării (tipic). a majorității metalelor), se pot forma goluri în turnare (cavități de contracție).

Forme de coajă. Aceste matrițe sunt de două tipuri: material cu punct de topire scăzut (gips) și material cu punct de topire ridicat (pulbere fină de silice). O matriță de coajă de gips este realizată prin amestecarea materialului de gips cu apă cu un dispozitiv de fixare (polimer cu întărire rapidă) până la o consistență subțire și căptușirea modelului de turnare cu un astfel de amestec. După ce materialul matriței s-a întărit, acesta este tăiat, prelucrat și uscat, apoi cele două jumătăți sunt „împerecheate” și turnate. Această metodă de turnare este potrivită numai pentru metale neferoase. Turnare cu ceară pierdută. Această metodă de turnare este utilizată pentru metale prețioase, oțel și alte aliaje cu un punct de topire ridicat. În primul rând, se face o matriță care se potrivește cu piesa turnată. Este de obicei realizat din metal cu punct de topire scăzut sau alamă (prelucrată). Apoi, prin umplerea matriței cu parafină, plastic sau mercur (apoi congelat), se obține un model pentru o turnare. Modelul este căptușit cu material ignifug. Materialul în formă de coajă este realizat dintr-o pulbere refractară fină (de exemplu, pulbere de silice) și un liant lichid. Stratul de placare rezistentă la foc este compactat prin vibrații. După ce se întărește, matrița este încălzită, modelul de parafină sau plastic se topește și lichidul curge din matriță. Apoi matrița este arsă pentru a îndepărta gazele și, atunci când este încălzită, este umplută cu metal lichid, care curge prin gravitație, sub presiunea aerului comprimat sau sub influența forțelor centrifuge (într-o mașină de turnare centrifugă).
Forme ceramice. Formele ceramice sunt realizate din argilă de porțelan, silimanit, mullit (aluminosilicați) sau alte materiale foarte refractare. La fabricarea unor astfel de forme se folosesc de obicei modele din metale sau materiale plastice ușor prelucrate. Materialele refractare sub formă de pulbere sau granulare sunt amestecate cu un liant lichid (silicat de etil) până la o consistență gelatinoasă. Matrița nou făcută este flexibilă, astfel încât modelul poate fi scos din ea fără a deteriora cavitatea matriței. Apoi matrița este arsă la o temperatură ridicată și umplută cu o topitură a metalului dorit - oțel, un aliaj dur fragil, un aliaj pe bază de metale rare etc. Această metodă face posibilă producerea de matrițe de orice tip și este potrivită pentru atât producția la scară mică, cât și la scară mare.
Vezi si CERAMICA INDUSTRIALA.
LITERATURĂ
Yudkin V.S. Productie si turnare aliaje de metale neferoase. M., 1967-1971 Bauman B.V. si altele.Producere de turnatorie. M., 1971 Stepanov Yu.A. si altele.Tehnologia turnatoriei. M., 1983

Enciclopedia lui Collier. - Societate deschisă. 2000 .

Vedeți ce este „METAL CASTING” în alte dicționare:

Turnare materiale metalice mijloace mecanice fără îndepărtarea așchiilor. Împreună cu formarea, tratamentul sub presiune poate îmbunătăți calitatea și proprietățile mecanice ale metalului. Prelucrarea sub presiune a metalelor se realizează fie la cald... ... Enciclopedia lui Collier

Obținerea pieselor turnate prin turnarea de materiale de obicei topite (metale, stânci etc.) în matriță. Sunt utilizate peste 50 de tipuri de turnare metalice... Dicţionar enciclopedic mare

TURNAREA NIsipului, o metodă de turnare a metalelor și aliajelor în care metalul topit este turnat într-o matriță din nisip compactat strâns. Pentru ca boabele de nisip să fie strâns legate între ele, nisipul este amestecat cu argilă, apă și... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

turnare plută- Procesul de realizare a piesei turnate prin turnarea topiturii. metal sub influența gravitației. forțe în forme corticale unice din termoreacție. amestecuri. L. în k.f. turnările se obţin practic. din orice aliaje: fonta, otel, culori usoare si grele. metale Diverse...... Ghidul tehnic al traducătorului

turnare prin injecție- producția de piese turnate, în care metalul topit este turnat într-o matriță metalică reutilizabilă folosind mașini speciale. Forma este umplută cu topitură sub influența forțelor care depășesc forțele... ...

turnare plută- procesul de realizare a piesei turnate prin turnarea metalului topit sub influența forțelor gravitaționale în forme de crusta unică din amestecuri termorigide. Prin turnarea în matrițe de plută, piese turnate sunt produse din aproape orice aliaj: fontă, oțel... Dicţionar enciclopedic de metalurgie

Casting- un proces tehnologic de fabricare a pieselor turnate, care constă în umplerea matrițelor cu material topit (aliaj de turnare pe bază de metale feroase și neferoase, plastic, unele roci, zgură) și prelucrarea ulterioară... ... Dicţionar enciclopedic de metalurgie

Turnarea este un proces tehnologic de realizare a piesei turnate, care constă în umplerea unei matrițe de turnare cu material topit (aliaj de turnare, plastic, unele roci) și prelucrarea ulterioară a produselor rezultate după solidificare.... ... Wikipedia

Procesul de obținere a produselor (turnărilor) din descompunere. topituri (metale, roci, materiale ceramice, materiale plastice etc.) care preiau configuratia cavitatii matritei si o retin dupa solidificare. ÎN turnătorie pentru a obtine metale...... Big Enciclopedic Polytechnic Dictionary

CASTING- procesul de obţinere a produselor (turnărilor) din diverse materiale(metale, roci etc.). În industria turnătorii, se folosesc peste 50 de tipuri de turnare pentru a produce piese metalice. Turnarea este una dintre modalitățile economice de a obține... ... Dictionar metalurgic

Cărți

• Tehnologia artelor decorative și aplicate. Bazele designului. Casting de artă, M.P. Ermakov, V manual, care este primul de acest gen în țările CSI și în străinătate, conturează elementele de bază ale designului produselor de turnare artistică. Evoluția tehnologiei de turnătorie... Categorie:

Turnarea metalului în forme de nisip și lut.

Cea mai veche metodă de turnare este turnarea în forme de nisip-argilă sau turnarea în pământ. Cu toate acestea, această metodă, deși considerată simplă, necesită multă muncă preliminară.

În primul rând, într-un magazin de modele, un model al viitoarei turnări este realizat din lemn sau metal. Ar trebui să fie puțin mai mare decât turnarea, ținând cont de contracția metalului la răcire. Modelul (ca și forma viitoare) este detașabil și este format din două jumătăți. În departamentul de pregătire a pământului din turnătorie se prepară un amestec de turnare din pământ și diverși aditivi. Dacă turnarea trebuie să aibă o gaură sau o cavitate internă, atunci este necesar să se pregătească un alt amestec - pentru tije. Scopul tijelor este de a umple acele locuri din matriță care corespund găurilor sau cavităților din piesă.

Amestecuri de turnare și miez sunt preparate din nisipuri și argile speciale și materiale de legare - uleiuri vegetale și minerale, rășină artificială, colofoniu etc. Amestecurile finite sunt trimise la matrițe, a căror sarcină este să producă forme de turnare. Pentru a face acest lucru, așezați o jumătate din model pe o placă de model metalică cu conectorul în jos, apoi puneți o cutie metalică fără fund - un balon, astfel încât jumătate din model să fie în interiorul acesteia. Balonul este umplut etanș cu pământ de turnare și răsturnat. Acum jumătate din model se află în balon cu conectorul în sus. Formatorul pune încă unul pe acest balon și le fixează cu știfturi. Apoi, două conuri de lemn sunt instalate în balonul superior (în locul lor, două găuri vor rămâne în matrița finită pentru turnarea metalului și pentru evacuarea aerului și a gazelor) și umpleți-l strâns cu amestec de turnare. Acum nu mai rămâne decât să scoți modelul din lemn de pe pământ. Pentru a face acest lucru, baloanele sunt separate și jumătățile modelului sunt îndepărtate din fiecare. Amprentele clare ale celor două jumătăți ale piesei rămân în pământ. Ele, precum și o tijă pre-preparată, sunt acoperite cu o vopsea specială, astfel încât metalul lichid să nu „arde” - să nu se lipească de pereții matriței. O tijă este introdusă în matriță și o canelură este tăiată în pământ care conectează orificiul pentru turnarea metalului cu cavitatea matriței - un pasaj de canalizare. În cele din urmă, balonul superior se pune din nou pe cel inferior, se leagă, iar matrița este gata. Când se usucă puțin, se poate turna metal în el.

Fonta pentru turnare se prepară în cuptoare speciale - cuptoare cu cupola. Dacă piesele turnate sunt din oțel, atunci oțelul pentru ele este topit în convertoare, cu focar deschis și cuptoare electrice. Există cuptoare de topire pentru topirea metalelor neferoase.

Metalul lichid este turnat într-o matriță dintr-o oală care se mișcă de-a lungul unei serii de baloane și, uneori, baloanele de pe un transportor trec pe lângă oală. Când metalul se întărește, turnarea este îndepărtată din matriță. Folosind mașini de șlefuit, mașini de sablare sau de sablare, turnarea este curățată de pământul de turnare adere.

Avantaje: în prezența echipamentul necesar timp şi costuri reduse pentru Camera de Comerţ şi Industrie

Defecte: Intensitate mare de muncă a proceselor pregătitoare, necesită multă muncă manuală periculoasă, nu sunt ecologice, consumă multă energie, piesele fabricate nu sunt precise și de calitate medie

Chill turning.

În același timp, alte metode de turnare, mai avansate, au apărut de mult și sunt folosite cu succes. Una dintre ele este turnarea într-o matriță de răcire - o matriță de metal constând din două jumătăți; tijele sunt introduse într-una dintre ele înainte de a turna metalul. Apoi ambele jumătăți ale formei de răcire sunt fixate împreună și se toarnă metal lichid. Aici se întărește foarte repede, iar după doar câteva minute puteți îndepărta piesa și turnați o nouă porție de metal. Cu ajutorul unei matrițe, sunt produse sute și mii de piese turnate identice.

Cu toate acestea, în acest fel se pot obține piese turnate numai din metale sau aliaje cu o fluiditate bună.

Avantaje: reutilizarea matriței, precizia pieselor fabricate, condiții bune pentru racire.

Defecte: cost ridicat al mucegaiului, termen lung al Camerei de Comerț și Industrie

Turnare prin injecție de metal

Iar pentru oțel, de exemplu, care are mai puțină fluiditate, se folosește turnarea prin injecție. Metalul lichid sub presiunea aerului comprimat sau a unui piston umple bine orice formă complexă. Cu toate acestea, o matriță de răcire obișnuită nu poate rezista la presiune mare și se prăbușește. În acest sens, formele pentru această metodă de turnare - matrițe de compresie - sunt realizate din oțel rezistent. Mașinile de turnat prin injecție produc câteva mii de piese turnate pe schimb.

Avantaje: productivitate ridicată, producție în masă, calitate înaltă și precizie a formelor geometrice ale pieselor turnate

Defecte: cost ridicat al echipamentelor și matrițelor

Turnare cu ceară pierdută.

Metoda de turnare cu ceară pierdută este cunoscută de mult timp, realizată nu din lemn sau metal, ci dintr-o substanță ceară cu punct de topire scăzut (parafină, stearina). Acest model este acoperit cu o carcasă ignifugă și turnat într-un balon. Metalul fierbinte topește ceara și umple coaja, repetând exact forma modelului. Prin această metodă, modelul nu trebuie să fie scos din matriță, ceea ce vă permite să obțineți piese turnate foarte precise. În plus, acest proces este ușor de automatizat.

Avantaje: producerea de piese din aproape orice aliaj, de formă complexă și piese turnate precise ca dimensiuni

Defecte: complexitatea procesului

Turnare în forme de coajă.

Uneori, atunci când o turnare necesită o mare precizie, aceasta este produsă prin turnare în forme de coajă. Sunt realizate dintr-un amestec de nisip fin de cuarț cu o rășină specială sub formă de pulbere. Acest amestec se toarnă peste jumătățile modelelor metalice instalate pe o placă metalică încălzită la 200-250°C. Sub influența căldurii, rășina se topește, învăluie și leagă boabele de nisip. Pe model se formează o crustă de nisip-rășină. Apoi se scot modelele, iar placa cu coji se pune la cuptor, unde se intaresc in cele din urma. În cele din urmă, cele două jumătăți de carcasă sunt conectate între ele și metalul este turnat în cavitate.

Avantaje: precizie ridicată a pieselor fabricate, curățenia suprafeței, piesele necesită o prelucrare ulterioară minimă

Turnare centrifuga.

De asemenea, este răspândită turnarea centrifugală, cu ajutorul căreia se realizează piese turnate care au forma unor corpuri de rotație - țevi, roți dințate, jante dințate etc. Metalul este turnat într-o matriță metalică rotativă, în timpul rotației este presat de pereți. a matriței, iar acest lucru vă permite să obțineți piese turnate de înaltă precizie.

Avantaje: densitate mare a piesei turnate, rezistență ridicată, toleranțe mici pentru prelucrare

Defecte: cost ridicat al mașinilor de turnare centrifugă, gamă limitată de piese produse, dificultate în obținerea pieselor dimensionale

Turnare cu zgură electrică.

Unul dintre metode moderne-- turnare cu zgură electrică. În acest caz, metalul lichid este mai întâi obținut prin retopirea zgurii electrice. Retopirea fără arc a electrozilor metalici se realizează datorită căldurii degajate în timpul trecerii curent electric printr-o topire a zgurii conductoare de electricitate. Apoi metalul lichid (fără a intra în contact cu aerul) intră într-un cristalizator de cupru care răcește cu apă, care este o matriță de turnare. Turnarea cu zgură electrică este utilizată în principal pentru producția de piese turnate relativ simple, cum ar fi arborii cotit.

Ștanțarea metalelor lichide

Ștanțarea metalului lichid constă în turnarea topiturii într-o cavitate specială realizată într-o matrice. Apoi poansonul este coborât, iar sub presiunea acestuia metalul lichid se ridică și umple cavitatea formată între matrice și poanson.Această cavitate are configurația viitoarei turnări; matricea își realizează suprafața exterioară, poansonul - suprafața sa interioară. Odată ce metalul s-a solidificat, matrița este deschisă și turnarea este îndepărtată din matriță.

Această metodă se caracterizează prin productivitate ridicată și face posibilă obținerea de piese turnate dense, cu pereți destul de subțiri. Implementarea sa nu necesită echipamente atât de puternice ca pentru ștanțare metal dur. Adevărat, această metodă este limitată la o anumită configurație de produse - acestea nu pot fi complexe.

Avantaje: nu necesită echipamente puternice, productivitate ridicată

Defecte: piesele fabricate nu pot fi complexe

Turnare folosind modele gazificate

Atunci când se utilizează această metodă, modelele și elementele sistemelor de porți în formă asamblată, atunci când sunt expuse la metalul lichid, sunt gazeificate și eliberate din matriță, iar metalul le ia locul. În acest caz, matrița de turnare este realizată folosind o metodă de turnare unică, ceea ce face posibilă obținerea de piese turnate fără pante de turnare și fără a face conectori de matriță. În acest fel, se obține o precizie mai mare a piesei. Pentru modelele gazificate, se folosesc diferite grade de spumă de polistiren.

Masa pieselor turnate variază de la câteva grame la câteva zeci de kilograme.

Configurația pieselor turnate poate fi orice; ea este determinată de posibilitatea de fabricare a echipamentelor tehnologice - matrițe, proprietățile de turnare ale aliajelor și metoda de turnare. Alegerea metodei de turnare în funcție de configurația de turnare se bazează cel mai adesea pe considerente economice, mai rar pe condiția productivității ridicate etc.

Turnatoria este procesul de producere a produselor modelate (piese turnate) prin turnarea metalului topit într-o matriță goală care reproduce forma și dimensiunile piesei viitoare. După ce metalul se întărește în matriță, se obține o turnare - o piesă de prelucrat sau piesă. Piesele turnate sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică, metalurgie și construcții.

Cu toată varietatea tehnicilor de turnare care s-au dezvoltat pe o perioadă lungă de dezvoltare a tehnologiei sale, diagrama fundamentală a procesului de turnare a rămas practic neschimbată de-a lungul a peste 70 de secole de dezvoltare și include patru etape principale: topirea metalului, realizarea o matriță, turnând metal lichid în matriță, îndepărtând turnarea solidificată din formă.

ÎN anul trecutÎn industria de turnătorie, peste tot sunt introduse metode speciale de turnare, care au o serie de avantaje în comparație cu turnarea tradițională în matrițe de o singură dată nisip-argilă. Ponderea pieselor turnate produse prin metode speciale este în continuă creștere.

Metodele speciale includ turnarea:

a) în forme metalice permanente (chill),

b) centrifugă,

c) sub presiune,

d) în forme unice cu pereți subțiri,

e) conform modelelor de ceară pierdută,

e) corticală, sau înveliș,

g) turnare cu zgură electrică.

Metodele speciale de turnare fac posibilă obținerea de piese turnate de dimensiuni mai precise cu calitate bună suprafețe, care ajută la reducerea consumului de metal și a complexității prelucrării; crește proprietățile mecanice ale pieselor turnate și reduce pierderile din defecte; reducerea sau eliminarea semnificativă a consumului de materiale de turnare; reduce zona de productie; îmbunătățirea condițiilor sanitare și igienice și creșterea productivității muncii.

Una dintre cele mai comune este turnarea la rece. O matriță de răcire este o matriță metalică solidă sau despicată din fontă sau oțel.

Chill-urile sunt concepute pentru a produce un număr mare de piese turnate identice din aliaje neferoase sau fier-carbon. Durabilitatea matrițelor de răcire depinde de materialul și dimensiunea turnării și a matriței de răcire în sine, precum și de respectarea condițiilor de funcționare ale acesteia.

Înainte de turnarea metalului, matrițele de răcire sunt încălzite la o temperatură de 100...300°C, iar suprafețele de lucru în contact cu metalul topit sunt acoperite cu straturi de protecție. Acoperirea mărește durata de viață a matriței, previne sudarea metalului pe pereții matriței și facilitează îndepărtarea pieselor turnate. Încălzirea protejează matrița de crăpare și facilitează umplerea matriței cu metal. În timpul funcționării, temperatura necesară a matriței de răcire este menținută datorită căldurii generate de metalul turnat. După întărire, turnarea este îndepărtată prin scuturare sau cu ajutorul unui împingător.

Turnarea la rece face posibilă reducerea consumului de metal pentru profituri și explozii, obținerea de piese turnate cu o precizie mai mare și finisare a suprafeței și îmbunătățirea proprietăților fizice și mecanice ale acestora. Cu toate acestea, această metodă de turnare are și dezavantaje. Răcirea rapidă a metalului îngreunează obținerea de piese turnate cu pereți subțiri de forme complexe, provocând riscul apariției suprafețelor albite, greu de prelucrat în turnările din fontă.

Turnarea sub presiune este una dintre cele mai productive metode de producere a piesei turnate de precizie din metale neferoase. Esența metodei este că metalul lichid sau moale umple matrița și cristalizează sub presiune excesivă, după care matrița este deschisă și turnarea este îndepărtată.

După metoda de creare a presiunii, acestea se disting: turnare sub presiune de piston și gaz, aspirație în vid, ștanțare lichidă.

Cea mai comună formare a pieselor turnate sub presiunea pistonului este la mașinile cu o cameră de compresie caldă sau rece. Aliajele utilizate pentru turnarea prin injecție trebuie să aibă o fluiditate suficientă, un interval îngust temperatură-timp de cristalizare și să nu interacționeze chimic cu materialul matriței. Pentru a produce piese turnate folosind metoda în cauză, se folosesc aliaje de zinc, magneziu, aluminiu și aliaje pe bază de cupru (alama) (Fig. 1).

Orez. 1 - Metode speciale de turnare: a - sub presiune; b - centrifugal

Metoda de turnare centrifugală este utilizată în principal pentru a produce piese turnate goale, cum ar fi corpuri rotative (bucșe, carcase pentru segmente de piston, țevi, căptușeli) din aliaje neferoase și fier-carbon, precum și bimetale. Esența metodei este de a turna metal lichid într-o matriță rotativă de metal sau ceramică (matriță). Din cauza forțelor centrifuge, metalul lichid este aruncat spre pereții matriței, se întinde de-a lungul acestora și se întărește.

Pe mașinile cu axă de rotație orizontală sunt turnate țevile și manșoanele lungi, bucșele scurte și coroanele de diametru mare sunt turnate pe mașinile cu axa verticală de rotație.

Împreună cu productivitatea ridicată și simplitatea procesului, metoda de turnare centrifugală, în comparație cu turnarea în matrițe staționare de nisip-argilă și metal, oferă piese turnate de calitate superioară, aproape elimină consumul de metal pe profit și orificii și crește randamentul pieselor turnate adecvate. cu 20...60%. Dezavantajele acestei metode includ costul ridicat al matrițelor și echipamentelor și gama limitată de piese turnate.

Turnarea cu ceară pierdută (ceara pierdută) constă în următoarele. Metalul se toarnă într-o matriță ceramică de unică folosință cu pereți subțiri, realizată după modele (și de unică folosință) dintr-o compoziție model cu punct de topire scăzut. Această metodă produce piese turnate precise, practic fără prelucrare, din orice aliaj cu o greutate de la câteva grame la 100 kg.

Tehnologia de producere a piesei turnate după modelele care se execută cuprinde următoarele etape: producerea matrițelor pentru modele; obținerea modelelor de ceară prin presarea compoziției modelului în matrițe; asamblarea unui bloc de modele pe un alimentator comun (în cazul turnărilor mici); aplicarea unui strat rezistent la foc pe suprafața unui singur model sau bloc; modele de topire din forme refractare (ceramice); calcinarea mucegaiurilor; turnarea metalului în matrițe fierbinți.

Turnarea cu ceară pierdută produce o varietate de piese turnate complexe pentru fabricarea de automobile și tractoare, fabricarea de instrumente, pentru fabricarea de piese de aeronave, palete de turbine, instrumente de tăiere și măsurare.

Costul pentru 1 tonă de piese turnate produse folosind modele de ceară pierdută este mai mare decât cele produse prin alte metode și depinde de mulți factori (producția în serie de piese, nivelul de mecanizare și automatizare a proceselor de turnătorie și a proceselor de prelucrare a pieselor turnate).

Turnarea cu matriță în cochilie este utilizată pentru a produce piese turnate cu o greutate de până la 100 kg din fontă, oțel și metale neferoase.

Formele cu pereți subțiri (grosime perete 6...10 mm) sunt realizate dintr-un amestec nisip-rășină: nisip de cuarț cu granulație fină și rășină sintetică termorezistentă (3...7%). Amestecul nisip-rășină se prepară prin amestecarea nisipului și a rășinii pulbere mărunțite cu adăugarea unui solvent ( metoda rece) sau la o temperatură de 100... 120 °C (metoda la cald), în urma căreia rășina învăluie (cladează) granulele de nisip. Amestecul este apoi zdrobit în granule individuale acoperite cu rășină și încărcat într-un buncăr. Turnarea se realizează folosind modele metalice.

Modelul din sistemul de gating este fixat pe o placă sub-model, încălzit la o temperatură de 200...250 °C și pe suprafața de lucru este aplicat un strat subțire de agent de degajare. După aceasta, gâtul buncărului este închis cu o placă de model (modelul este în interior) și rotit la 180°. Amestecul cade pe modelul încălzit, rășina se îndreaptă și după 15...25 s se formează pe model o coajă (jumătate de matriță) cu grosimea necesară. Buncărul este din nou rotit la 180°, amestecul rămas cade pe fundul buncărului, iar placa model cu o înveliș semisolidă este introdusă într-un cuptor pentru întărirea finală la o temperatură de 300...400 "C timp de 40°C. ...60 s. Cu ajutorul ejectoarelor speciale se formează semi-multa Se demontează cu ușurință de pe model.

Fixarea (asamblarea) semiformelor se realizează cu capse metalice, cleme sau adeziv cu întărire rapidă. Tijele de nisip-rășină pentru turnarea tubulară sunt produse într-un mod similar.

Pentru a le conferi o rigiditate mai mare, matrițele de coajă asamblate sunt așezate în baloane, acoperite la exterior cu împușcături de fontă sau nisip uscat și umplute cu metal. După ce turnarea se întărește, matrița de coajă este ușor distrusă.

Piesele turnate realizate în matrițe de cochilie se remarcă prin precizie ridicată și curățenia suprafeței, ceea ce permite reducerea greutății pieselor turnate cu 20...40% și a complexității prelucrării acestora cu 40...60%. În comparație cu turnarea în matrițe de nisip-argilă, intensitatea muncii la fabricarea pieselor turnate este redusă de câteva ori. Această metodă produce piese critice ale mașinii - arbori cotiți și cu came, biele, cilindri cu nervuri etc. Procesele de fabricație Shell sunt ușor de automatizat.

În ciuda costului mai mare al amestecului nisip-rășină în comparație cu amestecul nisip-argilă, cu masă și producție în serie turnările au un efect economic semnificativ.