Литье в кокиль

 

 

Выполнил  студент 4 курса дневного отделения

факультета Ти Специальность 261001 группа ти-4

Суслова ирина

 

Литье в  кокиль

Общие сведения

 

• Кокиль – металлическая форма, которая заполняется расплавом под действием гравитационных сил. Кокиль может быть использован многократно, что значительно облегчает, упрощает и ускоряет процесс получения отливок с хорошей поверхностью. В основном такой способ литья применяют в крупносерийном и массовом производстве.

 

Литьем в кокиль получаются отливки из чугуна, алюминиевых, цинковых и легкоплавких сплавов и реже из медных сплавов.

Кокиль: конструкция, материалы для изготовления, классификация

 

• Обычно кокиль состоит из двух полуформ. Полуформы взаимно центрируются штырями, и перед заливкой соединяются замками. Размеры рабочей полости кокиля больше размеров отливки на величину усадки сплава. Полости и отверстия в отливке могут быть выполнены металлическими или песчаными стержнями, извлекаемыми из отливки после ее затвердевания и охлаждения до заданной температуры. Расплав заливают в кокиль через литниковую систему, выполненную в его стенках, а питание массивных узлов отливки осуществляется из прибылей (питающих выпоров).

 

 

. При заполнении кокиля  расплавом, воздух и другие  газы удаляются из его рабочей  полости через выпоры, пробки, каналы, образующие вентиляционную систему кокиля.

 

Кокиль: конструкция, материалы для изготовления, классификация

 

• Для изготовления кокиля наиболее широко применяется серый чугун марок СЧ – 20 и СЧ – 25, так как этот материал в достаточной мере удовлетворяет основным требованиям и сравнительно дешев. Не допускается наличия в структуре чугуна свободного цементита, так как он затрудняет механическую обработку кокиля. В состав чугуна желательно вводить до 1% хрома, никеля и меди.
• Для изготовления кокилей так же используется низгоуглеродистая сталь марок сталь 10 и сталь 20. Стальные кокили обладают высокой эксплуатационной стойкостью.

 

 

Кокили для мелких отливок из чугуна и алюминиевых сплавов иногда изготавливают изалюминиевых сплавов АЛ – 9 и АЛ – 11. Такие кокили анодируют.

Для изготовление кокилей  можно использовать медь. Она теплопроводна  и отливки в медных кокилях  быстро затвердевают.

Кокиль: конструкция, материалы для изготовления, классификация

 

Классификация конструкции  кокилей

В зависимости от расположения поверхности разъёма кокили бывают:

• Неразъемные

Неразъемные, или  вытряхные, кокили применяют, когда конструкция отливки позволяет удалить из плоскости кокиля без его разъема.

• С вертикальной плоскостью разъема

Состоят из двух и более полуформ. Отливка может располагаться целиком в одной из половин кокиля, в двух половинах, одновременно в двух половинах кокиля и в нижней плите.

• С горизонтальной плоскостью разъема

Применяют преимущественно  для простых по конфигурации, а  также крупногабаритных отливок.

• Со сложной(комбинированной) плоскостью разъема

Используют для  изготовления отливок сложной формы

Кокиль: конструкция, материалы для изготовления, классификация

 

В зависимости от способа  охлаждения различают:

• Кокили с воздушным охлаждением

Используют для  малонагруженных кокилей

• Кокили с жидкостным охлаждением

Используют для  высоконагруженных кокилей а  так же для повышения скорости охлаждения отливки и ее отдельных  частей

• Кокили с комбинированным охлаждением

 

Последовательность  изготовления отливок

 

• Внутреннюю поверхность кокиля тщательно очищают проволочной щеткой. Проверяют работоспособность движущихся частей, поворотных механизмов, замков и т.д. При необходимости смазывают эти элементы графитовым смазочным материалом (график 4%, остальное масло);
• Нагревают кокиль до требуемой температуры (120⁰ – 200⁰; газовая горелка или электронагреватели);
• Окрашивают полость облицовкой (4% графита и машинное масло), дают высохнуть (рисунок а);

 

• Собирают кокиль, проставляют стержни, скрепляют половины кокиля (рисунок б);
• Заливают расплав (рисунок в);
• После затвердевания отливки (рисунок г) разбирают коки(рисунок д)ль и извлекают из него отливку (рисунок е). Для сложных отливок в кокиле должны быть предусмотрены толкатели и контртолкатели.

 

 

Последовательность  изготовления отливок

 

• Осматривают кокиль, при отслаивании краски его подкрашивают и вновь собирают для заливки металлом. При использовании процессов с «выплеском» металла следует после заливки выдержать его в кокиле короткое время, а затем вылить оставшийся металл. Время выдержки определяют опытным путем в зависимости от требуемой толщины намороженного металла.

Особенности формирования и качество отливок

 

1. Высокая эффективность теплового взаимодействия между отливкой и формой: расплав и затвердевающая отливка охлаждаются в кокиле обычно хуже, чем в песчаной форме, т.е. При одинаковых гидростатическом напоре и температуре заполняемого расплава заполняемость кокиля обычно хуже, чем песчаной формы. Это осложняет получение в кокилях отливок из сплавов с пониженной жидкотекучестью и ограничивает минимальную толщину стенок и размеры отливок. Вместе с тем повышенная скорость охлаждения способствует получению плотных отливок с мелкозернистой структурой, что повышает прочность и пластичность металла отливок.
2. Кокиль практически не податлив и препятствует усадке отливки, что затрудняет ее извлечение из форм, может вызвать появление внутренних напряжений, коробление и трещины в отливке.

 

3. Физико – химическое взаимодействие металла отливки и кокиля минимально, что способствует повышению качества поверхности, чистоты и точности отливки.

Преимущества литья  в кокиль

 

• Повышенная производительность труда в результате исключения трудоемких операций смесеприготовления, формовки, очистки отливок от пригара;
• Улучшение качества отливки, повышение стабильности показателей качества: механических свойств, структуры, плотности, шероховатости и точности размеров отливок;
• Устранение или уменьшение объема вредных для здоровья операций выбивки форм, очистки отливок от пригара, их обрубки, меньшая нагрузка на экологию окружающей среды;
• Механизация и автоматизация процесса изготовления отливки, обусловленная многократностью использования кокиля. Для получения отливок заданного качества легче осуществить автоматическое регулирование технологических параметров процесса. Автоматизация процесса позволяет улучшить качество отливок, повысить  эффективность производства, изменить характер труда литейщика – оператора, управляющего работой таких комплексов.

Недостатки литья  в кокиль

 

• Высокая стоимость кокиля, сложность и трудоемкость его изготовления;
• Ограниченная стойкость кокиля, измеряемая числом годных отливок, которые можно получить в данном кокиле. От стойкости кокиля зависит экономическая эффективность процесса;
• Сложность получения отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо усложнять конструкцию формы – делать дополнительные разъемы, использовать вставки, разъемные металлические или песчаные стрежни;
• Неподатливый кокиль приводит к появления в отливках напряжений, а иногда и трещинам;
• Возможно возникновение газовой пористости из-за отсутствия газопроницаемости формы.