Ліття металу: процес, способи, методи
Метал - основа всієї сучасної цівілізації. За рік сучасне людство відобуває и переробляє таку Кількість одного только заліза, что Перш весь світ Колупаєв б его НЕ менше кількох століть. І ця потреба Цілком віправдана, тому что на Одне лишь будівництво уходит Неймовірна Кількість стали. Чи не дивно, что ліття металу в таких условиях Постійно вдосконалюється.
Відео: Бранзовіе скульптури, роблять так !!!
Трохи історії
Найважлівішу особлівість заліза прійматі, застігаючі, «запропоновану» Йому форму, людина помітіла ще в найдавніші часи. Сьогодні практично всі Вчені пріпускають, что Початкове знайомство людини з металом відбулося Завдяк метеорітів. Метеоритний залізо Було плавким, его Було легко обробляті, так что основи ліття деякі зароджуються цівілізації Вивчай ще очень давно.
У Нашій стране ліття металу споконвіку Було делом Шановний и Почесна, до цього ремесла люди всегда ставити з великою повагою. Широко відомі «Цар-гармата» и «Цар-дзвін», котрі є шедеврами ливарного майстерності российских майстрів, нехай даже один з них Ніколи НЕ дзвонив, а інші - не стріляв. Уральські ж Ливарник за царювання Петра Першого Придбай особливо Популярність в якості постачальніків надійного оружия для армії. Втім, цею титул смороду Цілком по праву носять и зараз. Перш чем ми розглянемо основні види ліття металів, та патенти, Сказати кілька слів про необхідні характеристики сировини.
Яким повинен буті метал для ліття
Найважлівіша властівість металу, Який передбачається використовуват для ліття, - его плінність. Сплав в розплавленому виде винен максимально легко перетікаті з одного тигля в Інший, заповнюючі при цьом его найдрібніші віїмкі. Чим вищє плінність, тім тонше стінкі можна сделать у готового вироби. З металом, Який розтікається погано, набагато складніше. У звичайний условиях ВІН встігає схопітіся значний Ранее, чем Заповнена всі проміжкі форми. Саме з цією складністю промісловці стікаються, коли віконують ліття Арматура сталева металів.
Чи не дивно, что именно чавун ставши Улюблений матеріалом ліварніків. А все тому, что у цього сплаву чудова текучість, через что працювати з ним относительно просто. Сталь далеко не настолько текуча, а тому для полного Заповнення форми (Щоб не Було каверн и пустот) доводитися вдаватся до самих різніх хітрощів.
У найпростішому випадка, коли нужно домашнє ліття металу, сировину розплавляють и маленькими порціях вілівають у воду: так, зокрема, можна віготовіті грузила для ріболовлі. Альо Сейчас метод порівняно широко вікорістовується даже в збройової промісловості! З вершини спеціальної вежі, по контурах нагадує градірню, такоже дозованних начинает виливати розплавленій метал. Висота споруди така, что до землі долітає Ідеально сформована Крапелька, Вже охолола. Саме так проводитися в промислових ОБСЯГИ Дріб.
«Земляні» метод ліття
Найбільш пробачимо и древнім способом є ліття металу в землю. Альо «простота» его - относительно умовно Поняття, так як робота ця требует гранично ретельної подготовки. Що під нею мається на увазі?
Спершись в модельному цеху робиться повнорозмірна и максимально доповідну модель майбутнього вілівка. Причем розмір ее винен буті немного более того вироби, Який має війта, так як метал при охолодженні буде осідаті. Як правило, модель роблять рознімною, з двох половинок.
Як только з ЦІМ покінчено, готують спеціальну формувальну суміш. Если у майбутнього вироби повінні буті внутрішні порожніні и порожнечі, то придется готувати ще й стріжні, а такоже додатковий формувальній складу. Смороду повінні тимчасово заповнити ті ділянки, Які в готовій деталі «пустують». Если вас цікавить ліття металів в Домашніх условиях, обов`язково пам`ятайте про Цю обставинні, так як в противному випадка Вже заповнений опоку может просто розірваті лещата, причому Наслідки цього могут віявітіся дуже сумно.
Из чего виготовляють формувальні суміші?
Основою службовців Різні сорти пісків и глин, а такоже сполучні склади. В їх роли могут віступаті масла натуральні и Синтетичні, оліфа, смола, каніфоль, та хоч дьоготь.
Далі настає час формувальніків, в завдання якіх входити виготовлення ливарних форм. Если пояснюваті простіше, то робиться це так: береться дерев`яний ящик, в него кладеться половинка від форми (вона ж роз`ємна), а проміжкі между стінкамі моделі и форми забіваються формувальніх складом.
Ті ж самє роблять з другою половиною и скріплюють обідві части Штирія. Важліво зауважіті, что в ту часть форми, яка при залівці виявило нагорі, вставляють два спеціальніх конуса. Один з них служити для заливання розплавленого металу, другий - для виходів розширюють газів.
Закінчення підготовчого етапу
А зараз настає час чи не для найвідповідальнішої части операции. Опоки очень акуратно роз`єднують, Намагаючись НЕ допускаті Порушення цілісності формувальної суміші. После цього в землі залішаються два чіткіх и доповідній відбитка майбутньої деталі. После цього їх покрівають особливо Фарби. Робиться це, щоб розплавленій метал не вступає в безпосереднє Зіткнення Із землею формувальної суміші. Цього технологія ліття металів допускаті не винних, так як в противному випадка якість готового вироби может значний погіршуватіся.
Если в цьом є необходимость, в цею ж годину прорізається додатковий літніковій прохід, необхідній для заливки розплаву. Опоки знову складають и максимально міцно з`єднують. Як только формувальнасуміш злегка підсохне, можна приступати до ліття.
початок ліття
Спершись в вагранках, тобто спеціальніх печах, розплавляють чавунні заготовки. Если ж нужно відліваті сталь, то сировину плавлять в доменних, мартенівськіх, інверторніх и других печах. Щоб привести в стан розплаву кольорові метали, Використовують Спеціалізовані плавільні пристрою.
Все, можна приступати до ліття. Если форма одна, то розплав Туди влівають ковшем, в індівідуальному порядку. У других же випадки, як правило, організовується конвеєр: або стрічка з заготовками уходит под ковшем, або ж Ківш рухається над рядами опок. Тут все Залежить Виключно від организации виробництва. Коли приходити годину и метал остігає, его виймають з форми. В принципі, цею метод ідеальний в тих випадка, коли нужно ліття металів в Домашніх условиях (для кузні, например). Чогось більш досконале в таких условиях добиться все одне не Вийди.
Піскоструміннімі або шліфувальнімі машинами з готового вироби знімається окалина та пристала формувальнасуміш. До речі Кажучи, цею метод активно застосовувався при ВИРОБНИЦТВІ Танків во время Великої Вітчізняної Війни. Саме так робілі литі вежі, причому простота и технологічність даного процесса дозволяла віпускаті Величезне Кількість бойовий машин, Які були так потрібні фронту. Які ще існують види ліття металів?
Відео: Навчальний фільм - термообробка стали. Загартування. Відпустка. Відпал. нормалізація
Ліття в кокіль
Альо ніні Використовують набагато досконаліші и технологічні способу виробництва літій продукції. Например, ліття металу в кокіль. В принципі, цею способ много в чому нагадує описів нами вищє, так як и в цьом випадка Використовують Ливарні форми. Тільки при цьом смороду металеві, что значний спрощує процес велікосерійного виробництва.
Отже, в две половинки вставляють конуси и стріжні (для заливання металу и Утворення пустот), а потім міцно скріплюють їх один з одним. Все, можна приступати до роботи. Особлівість даного способу в тому, що тут розплавленій метал Надзвичайно Швидко застігає, є можлівість примусового охолодження форм, а тому и процес випуску уходит значний швідше. С помощью одного только кокиля можна отріматі сотні, а то й тісячі, вілівків, що не вітрачаючі при цьом много годині на індівідуальну підготовку форм и формувальніх сумішей.
Деякі Недоліки методу
Недоліком даного способу ліття є та обставинам, что для него підходять только ті види металів, Які відрізняються підвіщеною плінністю в розплавленому виде. Например, для стали годиться только вілівок під лещата (про неї нижчих), так як матеріал цею гарну плінність НЕ володіє Взагалі. Під дією стисненого Повітря даже Самі «тягучі» сорти стали набагато краще прітіскають необхідну форму. Погано, что звичайний кокіль таких екстремальних умов виробництва просто не вітрімає и розвалі. А тому доводиться використовуват Особливий метод виробництва, про якові ми розповімо немного нижчих.
Ліття під лещата
Як здійснюється ліття - під лещата - металів? Деякі аспекти ми Вже розглянулі вищє, но все ж необходимо Розкрити данє питання немного докладніше. Все й достатньо просто. По-перше, необхідна Ливарна форма з якісніх сортів стали, яка может буті багатоступінчастої, складної внутрішньої форми. Як і друга, та патенти, нагнітає обладнання, здатно відаваті від семи до семисот МП.
Головною перевага такого способу віплавкі є висока продуктивність. Що ще Забезпечує ліття під лещата? Металів в цьом випадка уходит значний менше, а якість поверхні готового вироби Вихід очень хорошим. Остання обставинам предполагает відмову від складної и й достатньо клопітно процедури очищення и шліфування. З якіх матеріалів при цьом методі виробництва краще за все віпускаті Готові вироби и деталі?
Найчастіше застосовують сплави на Основі алюмінію, цинку, МІДІ та олова-свинцю (ліття кольорових металів). температура плавлення у них порівняно невелика, а тому досягається очень висока технологічність Всього процесса. Кроме того, у цієї сировини порівняно маленька осадка при охолодженні. Це означає, что можна віробляті деталі з очень незначна допусками, что при випуску сучасної техніки Надзвичайно важліво.
Складність даного методу в тому, что при відділенні готових виробів від прес-форм можливо їх пошкодження. Кроме цього, Сейчас способ Підходить лишь для виготовлення деталей з відносно невелика товщина стінок. Справа в тому, что товстий шар металу буде Вкрай нерівномірно застігаті, что зумов Утворення раковин и каверн.
Різновиди установок для «давільні» ліття
Всі машини, Які Використовують при цьом методі вілівкі виробів з металу, поділяються на две Великі групи: з гарячее и холодною ліварної камерою. «Гаряча» Різновид найчастіше может буті Використана только для сталева на основе цинку. При цьом сама Ливарна камера занурена в розпечений метал. Під лещат Повітря або особливого поршня ВІН затікає в відлівальної порожніну.
Як правило, сильного нагнетательного зусилля при цьом НЕ нужно, вістачає тиску до 35-70 МПа. Так что форми для ліття металу в цьом випадка могут буті значний простіше и дешевше, что найспріятлівішім чином Діє на підсумкову собівартість вироби. У холодних ливарних формах розплавленій метал доводитися «заганяті» вглиб відлівальної камери під особливо високого тиску. При цьом воно может досягаті 700 МПа.
Де Використовують деталі, отрімані методом ліття під лещата?
Смороду всюди. У телефонах, комп`ютерах, фотоапаратів и пральних машинах, усюди є деталі, отрімані самє ЦІ методом. Особливо широко его вікорістовує машинобудування, в тому чіслі безпосередно пов`язане з авіаційної и даже космічною галуззя. Маса відлітіх частин может коліватіся від декількох грамів до 50 кілограм (і даже вищє). Чи може використовуват ще Якась «обробка» металів літтям? Так, и способів ще існує Чимаев.
Ліття з віплавлюваніх моделях
Як и в найперш Розглянуто нами випадки, людство здавна знало про метод заливки розплавленого металу в заздалегідь підготовлену модель, зроблений з парафіну або воску. Ее просто кладуть в опоку и забівають проміжкі формувальної сумішшю. Розплав розчіняє віск и Ідеально Заповнює весь ОБСЯГИ первинної заготовки. Даній метод хороший тим, что модель не нужно діставаті з опоки. Кроме того, при цьом можливе Отримання деталей просто Ідеальної якості, Сейчас процес ліття металів порівняно легко автоматізуваті.
Ліття в оболонкові форми
Если вілівок порівняно проста, и «космічної» міцності від готового вироби НЕ нужно, может буті використаних метод ліття в оболонкові форми. Роблять їх з незапам`ятних часів, причому за основу слід брати Невеликий кварцевий пісок и смола. Сьогодні, природно, в якості Останньої Використовують Різні Синтетичні склади.
Потім беруться розбірні металеві моделі, что складаються з двох половинок, и ставлять на поверхню, розігріту примерно до 300 градусів за шкалою Цельсія. Потім Туди ж насіпають формувальну суміш (з піску и сухий смоли) так, щоб вона Повністю закривається поверхню металевих моделей. Під вплива спеку смола плавиться, и в товщі піску вінікає й достатньо міцна «опока».
Як только все це злегка охолоне, металеві чушки можна війматі, а пісок відправляті на «прожарювання» в піч. После цього Виходять й достатньо міцні форми: з`єднавші две їх половини, можна заліваті в них розплавленій метал. Які ще існують методи ліття металів?
відцентрове ліття
При цьом розплав вілівається в особливо форму, яка з очень скроню швідкістю обертається в горізонтальній або вертікальній проекції. В результате Дії потужного равнопріложенніх відцентровіх сил метал рівномірно затікає в Усі проміжкі форми, за рахунок чого досягається висока якість готового вироби. Такий способ ліття Ідеально Підходить для випуску різного виду труб. ВІН дозволяє формуваті значний більш рівномірну товщина стінок, чого Вкрай складно добиться, користуючися «статичними» методами.
Електрошлакове ліття
Чи існують якісь Способи ліття металів, Які з ПОВНЕ на ті правом можна назіваті Сучасний? Електрошлакове ліття. при цьом рідкий метал спершись отримуються, впливаючих на Попередньо підготовлену сировину потужного електродугової розряд. Може використовуват и бездуговой метод, коли залізо плавиться від тепла, акумулюється шлаком. А ось на Последний-то и діють потужні розряди.
После цього рідкий метал, Який в течение Усього процесса жодних разу не стікався з повітрям, Надходить в кристаллизационную камеру, яка «за сумісництвом» є ще й ліварної формою. Вікорістовується цею метод для порівняно простих и масових вілівків, для виготовлення якіх НЕ нужно Дотримуватись безліч умов.
Вакуумна заливка
Застосовується только в разі «елітних» матеріалів, таких як золото, титан, Високоякісна сталь. При цьом метал розплавляється в условиях вакууму, а потім Швидко (в тих же условиях) розподіляють по формам. Метод гарний тим, что при его застосуванні практично виключ Утворення повітряних каверн и порожнін у віробі, так як Кількість прісутніх там газів мінімальне. Важліво пам`ятати, что вага вілівків в цьом випадка НЕ может перевіщуваті сотні-Другої кілограмів.
Чи є можлівість отрімуваті деталі більшої ваги?
Так, така технологія існує. Альо вона может використовуват только в тих випадка, коли одночасно обробляється від ста тонн сталі и более. Спершись метал плавлять в условиях вакууму, а потім розлівають его не в форми, а в СПЕЦІАЛЬНІ формувальні ковші, Які такоже захіщені від Надходження в їх порожніну Повітря.
После цього готов розплав может буті розподіленій за формами, з якіх насосом Попередньо такоже відкачалі Повітря. Сталь, что отримується в результате такого технологічного процесса, й достатньо дорога. Ее застосовують для кування, а такоже Деяк відів все того ж ліття, коли нужно отрімуваті заготовки и деталі максимально вісокої якості.
Ліття за газіфікованімі (віпалюваною) моделям
За якістю вілівкі и простоті, Сейчас метод є одним з найбільш вігідніх, а тому в сучасній промісловості ВІН вікорістовується все більш широко. Особливе популярністю така ліття металу, виробництво которого растет з року в рік, корістується в КНР и США, так як промислові бази ціх двох стран відрізняються найбільшою потребою в якісній Сталі. Перевага даного методу в тому, что ВІН дозволяє віробляті вілівкі без якіх бі там НЕ Було обмежень по масі и розмірам.
Много в чому цею метод схожий з описом нами вищє: так, в цьом випадка вікорістовується первинна модель не з воску або пластіліну, а з широко Поширення ніні пінопласту. Так як матеріал цею має свою спеціфіку, сполучну піщану суміш набівають в опоку під лещата примерно в 50 кПа. Найчастіше Сейчас метод практікується в тих випадка, коли необходимо сделать деталі масою від 100 грамів до двох тонн.
Втім, ми Вже говорили, что якіх жорсткий обмежень на розмір деталей немає. Так, за помощью цього способу вілівкі могут проводитись даже комплектуючі для корабельних двигунів, Які Ніколи «скромними» розмірамі НЕ відрізняліся. На шкірних тонну МЕТАЛЕВИЙ сировини вітрачається таку Кількість Додатковий матеріалів:
- Піску кварцовий дрібного - 50 кг.
- Особливе протіпрігарне покриття - 25 кг.
- Гранульований пінополістирол - 6 кг.
- Щільна поліетиленова плівка - 10 кв. м.
Вся формувальнасуміш - чистий кварцовий пісок без будь-якіх Додатковий присадок и добавок. ВІН может буті примерно на 95-97% Використання повторно, что значний підвіщує економічність и зніжує собівартість процесса.
Таким чином, ліття металів (фізика процесса булу нами частково Розглянуто) - явіще «багатогранності», так як на сьогоднішній день існує маса новітніх методик. Паралельно сучасна промисловість застосовує методи, Які були в ходу Вже кілька тисяч років тому, кілька адаптувавші їх під нінішні реалії.
