Технология изготовления отливок из цветных сплавов в серийном производстве

Достоинства:

1. обусловленное использованием металлической формы повышение качества отливки и стабильности показателей качества, в частности: механических свойств, структуры, плотности, шероховатости, точности размеров отливок
2. использование в металлических формах разовых песчаных стержней. Это существенно расширяет возможности способа при производстве фасонных отливок со сложными внешними и внутренними поверхностями
3. повышение производительности труда в результате исключения трудоемких операций смесеприготовления, формовки, очистки отливок
4. устранение тяжелых и вредных операций выбивки форм, очистки . условий труда, меньшее загрязнение окружающей среды
5. возможность механизации и автоматизации процесса изготовления отливки благодаря многократному использованию кокиля

Недостатки:

1. высокая стоимость кокиля, сложность и трудоемкость его изготовления.
2. ограниченная стойкость кокиля
3. высокая интенсивность охлаждения расплава в кокиле в сравнении с песчаной формой (ограничения по получению тонкостенных протяженных отливок)
4. неподатливость кокиля, которая приводит к появлению в отливках напряжений, а иногда и трещин
5. использование в кокиле большого числа песчаных стержней. Этот фактор снижает точность получаемых отливок и повышает в этих местах шероховатость поверхности отливок.

Область применения: вследствие высокой стоимости кокилей экономически целесообразно применять этот способ литья только в серийном  или массовом производстве.

Литье под давлением – это процесс принудительного заполнения рабочей полости металлической пресс-формы расплавом, где формирование отливки под действием сил от пресс-поршня, перемещающегося в камере прессования, заполненной расплавом.

Достоинства:

1. возможность изготовления отливок значительной площади с малой толщиной стенок (менее 1 мм)
2. возможность повышения качества отливок: отливка получается с высокой точностью размеров и низкой шероховатостью поверхности, практически не требует обработки резанием, механические свойства отливок получаются достаточно высокие
3. возможность многократного использования металлической пресс-формы,
4. малооперационный процесс получения отливки
5. значительное улучшение санитарно-гигиенических условий труда, вследствие устранения из литейного цеха формовочных материалов, меньшее загрязнение окружающей среды
6. возможность полной автоматизации процесса

Недостатки:

1. ограниченные мощностью машины габаритные размеры и масса отливок
2. высокая стоимость пресс-формы, сложность и трудоемкость изготовления, ограниченная стойкость
3. трудности выполнения отливок со сложными полостями, поднутрениями, карманами
4. наличие в отливках газовоздушной и усадочной пористости, которая снижает механические свойства материала отливок, их герметичность, затрудняет термическую обработку
5. наличие напряжений в отливках при усадке из-за неподатливости пресс-формы

Область применения: вследствие  высокой стоимости пресс-форм, сложности оборудования, высокой производительности экономически целесообразно применять литье под давлением в массовом и крупносерийном производстве точных отливок с минимальными припусками на обработку резанием из алюминиевых, цинковых, магниевых и медных сплавов.

Центробежное литье – это способ литья заключается в том, что заполнение формы расплавом и формирование отливки происходят при вращении формы либо вокруг горизонтальной, вертикальной и наклонной оси, либо при ее вращении по сложной траектории. Этим достигается дополнительное воздействие на расплав и затвердевающую отливку поля центробежных сил.

Достоинства:

1.      возможность заполняемости форм расплавом под действием центробежных сил

2.      повышение плотности отливок вследствие уменьшения  усадочных пор, раковин, газовых, шлаковых и неметаллических включений

3.      уменьшение расхода металла и повышение выхода годного благодаря отсутствию литниковой системы

4.      исключение затрат на стержни при изготовлении отливок типа втулок и труб

Недостатки:

1.      трудности получения отливок из сплавов, склонных к ликвации

2.      неточность размеров и необходимость повышенных припусков на обработку свободных поверхностей отливок

Область применения: получение пустотелых цилиндрических отливок с различными размерами и массой (труб из чугуна, стали, цветных и специальных сплавов, втулок и гильз и т.д.). Большое распространение получило центробежное литье для изготовления биметаллических изделий, изделий из сплавов с низкой жидкотекучестью и высоким поверхностным натяжением, при необходимости получения тонкостенных отливок со сложной геометрией и микрорельефом поверхности.

1.2 Обоснование выбора способа изготовления отливки.

Для изготовления отливки «Корпус» из материала БрА9Ж4Н4Мц1 применяется литье в песчаные формы, так как это самый универсальный способ литья. С помощью литья в песчаные формы можно изготовить отливки любой массы и конфигурации.

Этот способ литья позволяет обеспечить: 

1)                достаточную точность размеров;

2)                хорошую шероховатость поверхности корпуса, уменьшение шероховатости и улучшения качества поверхности достигается за счет применения мелкозернистых формовочных смесей;

3)                данный способ литья позволяет получить достаточные механические свойства и требуемую структуру;

Литье в песчаные формы считается «недорогим» способом литья, так как оснастка имеет достаточно низкую стоимость.

Литье в песчаные формы позволяет предупреждать дефекты с помощью использования определенных покрытий и замазок, и прочих способов предупреждения дефектов.

Недостатком литья в песчаные формы является невысокая производительность и плохие санитарно-гигиенические условия труда из-за большой запыленности и шума на рабочих местах.

1.3 Конструкция, назначение, условия работы детали. Марка материала.

Деталь «Корпус» работает в системе сброса пара на теплоходах, в условиях высоких температур, поэтому она должна обладать высокой коррозионной стойкостью и паростойкостью.

Деталь «Корпус» является тонкостенной. Минимальная толщина стенки – 9 мм, максимальная – 45 мм. Вследствие этого в отливке будут образовываться усадочные напряжения и потребуется подпитка прибылями тепловых узлов отливки во избежание образования усадочных раковин.

Деталь «Корпус» изготавливается из алюминиевой бронзы марки БрА9Ж4Н4Мц1. Бронза – сплав меди, обычно с оловом как основным легирующим элементом, но применяются и сплавы с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и другими элементами.

Основным легирующим элементом бронзы марки БрА9Ж4Н4Мц1 является алюминий, она относится к безоловянным (алюминиевым) бронзам. Ее химический состав приведен в таблице 1.

Таблица 1 — Химический состав алюминиевой бронзы БрА9Ж4Н4Мц1 в    процентах

Отливка «Корпус», изготавливаемая литьем в разовые песчаные формы, в соответствие с требованиями ОСТ Р 5.9209-82 должна обладать механическими свойствами, представленными в таблице 2. Технологические свойства алюминиевой бронзы представлены в таблице 3.

Таблица 2 — Механические свойства алюминиевой бронзы БрА9Ж4Н4Мц1

Таблица 3 — Технологические свойства алюминиевой бронзы БрА9Ж4Н4Мц1

По механическим, коррозионным и антифрикционным свойствам алюминиевые бронзы превосходят оловянные. Имеют высокую коррозионную стойкость в морской и пресной воде, хорошо противостоят разрушению в условиях кавитации, обладают меньшим, чем оловянные бронзы, антифрикционным износом, обладают высокой теплопроводностью, электропроводностью, паростойкостью.

Механические, технические и эксплуатационные свойства этих сплавов улучшают легированием Fe, Mn, Ni:

      Fe и Mn – устраняют склонность алюминиевых бронз к образованию крупнозернистой структуры, тем самым повышают механические свойства;