Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для формования пластмасс см. Формование (процесс) .
Для использования в других целях, см Кастинг (значения) .
Расплавленный металл перед разливкой
Мемориал Холокоста на Юденплац (Безымянная библиотека), автор Рэйчел Уайтред . Бетонное литье книг на вывернутых наизнанку полках библиотек.

Литье - это производственный процесс, при котором жидкий материал обычно выливают в форму , которая содержит полую полость желаемой формы, а затем дает возможность затвердеть. Затвердевшая часть также известна как отливка , которая выбрасывается или выламывается из формы для завершения процесса. Материалы для литья обычно представляют собой металлы или материалы с различным временем схватывания, которые затвердевают после смешивания двух или более компонентов вместе; Примеры: эпоксидная смола , бетон , гипс и глина.. Литье чаще всего используется для изготовления сложных форм, которые в противном случае было бы трудно или неэкономично изготовить другими методами. Тяжелое оборудование, такое как станины станков, гребные винты судов и т. Д., Можно легко отлить в требуемый размер, а не производить путем соединения нескольких мелких деталей. [1]

Кастинг - это процесс, которому уже 7000 лет. Самая старая из сохранившихся отливок - медная лягушка 3200 г. до н.э. [2]

История [ править ]

Танцующая девушка Мохенджо-Даро

На протяжении всей истории металлическое литье использовалось для изготовления инструментов, оружия и религиозных предметов. История и развитие литья металла восходит к Южной Азии (Китай, Индия, Пакистан и т. Д.). [3] Традиции и религии Южной Азии в значительной степени полагались на отливки статуй и реликвий. [4] Эти предметы часто делались из сплава меди со свинцом. [5] С самого начала металлургии большинство отливок представляли собой простые однокомпонентные формы, изготовленные из камня или керамики. Однако есть свидетельства утраченного воскового литья во многих древних цивилизациях. [4]

Ранние цивилизации, обнаружившие свинец, способствовали текучести расплавленной меди, что позволяло им создавать более сложные конструкции. Например, танцующая девушка из Мохенджо-Даро - это отливка из медного сплава, в которой, скорее всего, используется техника потерянного воска. [4] Утраченное восковое литье может быть датировано 4000 годом до нашей эры или периодом энеолита. [4] Один из старейших изученных примеров этой техники - 6000-летний амулет цивилизации долины Инда . [6]

Индия считается одной из первых цивилизаций, использовавших методы литья для массового производства монет. Примерно в середине первого тысячелетия до нашей эры (1000 г. до н.э. - 1 г. до н.э.) использовавшиеся монеты были сделаны из серебра, но по мере развития тысячелетия монеты перешли на литой медный сплав. [4] Для массового производства новых медных монет была разработана новая технология. Представлен составной шаблон для штабелирования монет. Несколько форм были помещены друг на друга в глиняный цилиндр, чтобы расплавленный металл мог литься по центру, заполнять и затвердевать в открытых пространствах. [4] Этот процесс позволял производить сто монет одновременно. [4]

На Ближнем Востоке и в Западной Африке техника потерянного воска использовалась очень рано в их металлургических традициях, в то время как Китай перенял ее намного позже. Считается, что в Западной Европе техника потерянного воска практически не использовалась, особенно по сравнению с таковой цивилизацией долины Инда. [4] Во время династии Шане (1600–1040 гг. До н.э.) в столице Аньяна не было обнаружено кусков утраченного воска, хотя было найдено большое количество (100000 кусков) фрагментов отливки. Это привело к выводу, что во время этой династии утраченный воск в столице не исполнялся. Однако открытие маски, изготовленной с использованием литья под давлением около 1300 г. до н.э., указывает на то, что техника по выплавляемым моделям могла повлиять на другие регионы Китая. [7]

Историки спорят о происхождении создания пушки, но большинство свидетельств указывает на Турцию и Среднюю Азию в 18 и 19 веках. Процесс литья пушки немного сложнее с использованием глиняного сердечника, шаблона, вокруг которого отливают глину, а затем выламывают с последующей сборкой в ​​литейной яме, которая включает связывание отливки железными лентами. [4]

Типы [ править ]

Основная статья: Список производственных процессов § Литье

Металл [ править ]

Основная статья: Литье (металлообработка)

В металлообработке металл нагревают до жидкого состояния, а затем выливают в форму. Форма представляет собой полую полость, которая имеет желаемую форму, но форма также включает в себя направляющие и стояки, которые позволяют металлу заполнять форму. Затем форма и металл охлаждают до затвердевания. Затем затвердевшая деталь (отливка) извлекается из формы. Последующие операции удаляют излишки материала, возникшие в процессе литья (например, направляющие и стояки).

Штукатурка, бетон или пластмассовая смола [ править ]

Основная статья: литье из смолы

Гипс и другие химические отверждаемые материалы, такие как бетон и пластмассовая смола, можно отливать с использованием одноразовых отходов.формы, как отмечалось выше, многокомпонентные формы или формы, изготовленные из небольших жестких деталей или гибкого материала, такого как латексная резина (который, в свою очередь, поддерживается внешней формой). При заливке гипса или бетона поверхность материала ровная и непрозрачная. Часто на поверхность наносят средства местного действия. Например, окраска и травление могут быть использованы таким образом, чтобы придать им вид металла или камня. В качестве альтернативы материал изменяется в процессе его первоначального литья и может содержать цветной песок, чтобы придать вид камня. Отливка бетона, а не гипса, позволяет создавать скульптуры, фонтаны или сиденья для использования на открытом воздухе. Имитация высококачественного мрамора может быть выполнена с использованием определенных химически отверждаемых пластмассовых смол (например, эпоксидной смолы или полиэфира.которые представляют собой термореактивные полимеры ) с добавлением порошкообразного камня для окрашивания, часто с обработкой нескольких цветов. Последний является обычным средством изготовления умывальников, верхних частей умывальников и душевых кабин, с умелой обработкой нескольких цветов, что приводит к моделированию пятен, что часто встречается в натуральном мраморе или травертине .

Fettling [ править ]

Необработанные отливки часто содержат неровности, вызванные швами и дефектами форм [7], а также порты доступа для заливки материала в формы. [8] Процесс обрезки, шлифования, бритья или шлифования этих ненужных бит называется «зачисткой». [9] [10] В наше время были разработаны роботизированные процессы для выполнения некоторых из наиболее повторяющихся частей процесса зачистки, [11] но исторически сложившиеся работы мастера выполняли вручную, [5] и часто в условиях, опасных для них. здоровье. [12]

Обработка почвы может значительно увеличить стоимость конечного продукта, и разработчики форм стремятся минимизировать ее за счет формы формы, отливаемого материала, а иногда и за счет включения декоративных элементов. [13] [7]

Моделирование процесса литья [ править ]

При моделировании процесса литья используются численные методы для расчета качества литых деталей с учетом заполнения литейной формы, затвердевания и охлаждения, а также обеспечивается количественный прогноз механических свойств отливки, термических напряжений и деформации. Моделирование точно описывает качество литого компонента до начала производства. Литую оснастку можно спроектировать с учетом требуемых свойств компонентов. Это дает преимущества, помимо сокращения предсерийного отбора проб, поскольку точная компоновка всей системы литья также приводит к экономии энергии, материалов и инструментов.

Программное обеспечение поддерживает пользователя в проектировании компонентов, определении практики плавления и методах литья, вплоть до изготовления моделей и форм, термообработки и чистовой обработки. Это экономит затраты на всем технологическом процессе изготовления отливок.

Моделирование процесса литья изначально разрабатывалось в университетах с начала 70-х годов, в основном в Европе и США, и считается наиболее важной инновацией в технологии литья за последние 50 лет. С конца 80-х доступны коммерческие программы (такие как AutoCAST и MAGMA ), которые позволяют литейным цехам по-новому взглянуть на то, что происходит внутри формы или штампа во время процесса литья.

См. Также [ править ]

  • Центробежное литье (промышленное)  - метод литья, который обычно используется для литья тонкостенных цилиндров.
  • Заглушка  - закрытие отверстий для литья в песчаные формы на блоках двигателей внутреннего сгорания с водяным охлаждением
  • Литье под давлением  - процесс литья металла, который характеризуется вытеснением расплавленного металла под высоким давлением в полость формы.
  • Литье стекла  - процесс, при котором стеклянные предметы отливаются путем направления расплавленного стекла в форму, где оно затвердевает.
  • Литье по выплавляемым моделям  - производственный процесс на основе литья по выплавляемым моделям
  • Литье по газовой смеси  - Тип процесса литья по схеме испарения
  • Литье по выплавляемым моделям  - процесс, при котором дубликат металлической скульптуры отливается из оригинальной скульптуры.
  • Формование (процесс)  - Формование жидкого или пластикового материала путем приведения его в соответствие с более жесткой формой.
  • Литье из гипса (процессы) [14] - Процесс литья в песчаные формы с использованием гипса для заполнения зазоров.
  • Литье в постоянную форму  - процесс литья металла, в котором используются формы многократного использования.
  • Быстрое литье  - использование трехмерной печати для создания одноразовых выкроек.
  • Литье в песчаные формы  - процесс литья металла с использованием песка в качестве материала формы.
  • Скользящее литье  - техника формования в гончарном деле

Ссылки [ править ]

  1. ^ Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, стр. 277, ISBN 0-471-65653-4
  2. Перейти ↑ Ravi, B. (2005), Metal Casting: Computer-Aided Design and Analysis (1st ed.), PHI, ISBN 81-203-2726-8
  3. Перейти ↑ Davey, Christopher J. (2009). J. Mei; Чт. Ререн (ред.). Ранняя история литья по выплавляемым моделям . Металлургия и цивилизация: Евразия и за ее пределами . Лондон. С. 147–154.
  4. ^ a b c d e f g h i Крэддок, Пол Т. (8 октября 2014 г.). «Традиции литья металла в Южной Азии: преемственность и инновации». Индийский журнал истории науки . 50.1 : 55–82.
  5. ^ а б Джейн Л. Бассетт; Пегги Фогельман; Дэвид А. Скотт; Рональд С. Шмидтлинг (2008). Мастер раскрыт: Адриан де Врис, скульптор из бронзы . Публикации Getty. С. 269–. ISBN 978-0-89236-919-5.
  6. ^ Thoury, M .; и другие. (2016). «Высококачественная пространственная динамика - фотолюминесценция показывает металлургию самого раннего объекта, отлитого по выплавляемым моделям». Nature Communications. 7. DOI: 10.1038 / ncomms13356.
  7. ^ a b c Гордон Эллиотт (2006). Аспекты истории керамики: серия статей, посвященных керамическому артефакту как свидетельству культурного и технического развития . Гордон Эллиотт. С. 52–. ISBN 978-0-9557690-0-9.
  8. ↑ Б. Рави (1 января 2005 г.). Литье металлов: компьютерное проектирование и анализ . PHI Learning Pvt. Ltd. стр. 92–. ISBN 978-81-203-2726-9.
  9. ↑ TF Waters (11 сентября 2002 г.). Основы производства для инженеров . CRC Press. С. 17–. ISBN 978-0-203-50018-7.
  10. ^ Джеймс Т. Фрейн (1994). Иллюстрированный словарь строительных терминов мастера . Книжная компания "Ремесленник". С.  126 -. ISBN 978-1-57218-008-6.
  11. ^ Британский литейщик . 1986. стр. 80.
  12. ↑ Сидни Поллард (1993). История труда в Шеффилде . Грегг Возрождение. С. 284–285. ISBN 978-0-7512-0215-1.
  13. ^ Железо и сталь . Луи Кассье. 1971. с. 80.
  14. ^ "Процесс отливки гипса" .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Кэмпбелл, Джон (2003), Кастинг (2-е изд.), Баттерворт-Хайнеманн, ISBN 0-7506-4790-6.