 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( сентябрь 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Литейный является завод , который производит металлические отливки . Металлам придают формы путем плавления их в жидкости, заливки металла в форму и удаления материала формы после того, как металл затвердеет по мере его охлаждения. Наиболее часто обрабатываемые металлы - это алюминий и чугун . Однако другие металлы, такие как бронза , латунь , сталь , магний и цинк , также используются для изготовления отливок в литейных цехах. В этом процессе могут быть сформированы детали желаемых форм и размеров.
Процесс [ править ]
В металлообработке , литье включает в себя заливку жидкого металла в пресс - форму , которая содержит полую полость требуемой формы, а затем дает остыть и затвердеть. Затвердевшая часть также известна как отливка, которую выталкивают или выламывают из формы для завершения процесса. Литье чаще всего используется для изготовления сложных форм, изготовление которых другими методами было бы затруднительно или неэкономично. [1]
Таяние [ править ]
Плавка происходит в печи . Для загрузки печи используются первичный материал, внешний лом, внутренний лом и легирующие элементы. Первоначальный материал относится к коммерчески чистым формам первичного металла, используемого для образования определенного сплава . Легирующие элементы представляют собой либо чистые формы легирующих элементов, таких как электролитический никель , либо сплавы ограниченного состава, такие как ферросплавы или лигатуры. Внешний лом - это материал, полученный в результате других процессов формования, таких как штамповка , ковка или механическая обработка . Внутренний лом состоит из ворот , стояков., бракованные отливки и другие посторонние металлические предметы, произведенные на предприятии.
Процесс включает плавление шихты, рафинирование расплава, регулировку химического состава расплава и вливание в транспортную емкость. Рафинирование проводится для удаления вредных газов и элементов из расплавленного металла во избежание дефектов литья. Материал добавляется в процессе плавления, чтобы довести окончательный химический состав в пределах определенного диапазона, установленного отраслевыми и / или внутренними стандартами. Некоторые флюсы могут использоваться для отделения металла от шлака и / или окалины, а дегазаторы используются для удаления растворенного газа из металлов, которые легко растворяются в газах. Во время крана производятся окончательные химические корректировки.
Печь [ править ]
Для нагрева металла используется несколько специализированных печей. Печи с огнеупорной футеровкой сосуды , которые содержат материал , чтобы быть расплавлен и обеспечивают энергию , чтобы расплавить его. Современные типы печей включают электродуговые печи (ЭДП), индукционные печи , вагранки , отражательные и тигельные печи. Выбор печи зависит от количества произведенного сплава. Для черных металлов обычно используются ЭДП, вагранки и индукционные печи. Отражательные и тигельные печи широко используются для производства отливок из алюминия, бронзы и латуни.
Проектирование печи - сложный процесс, и его можно оптимизировать с учетом множества факторов. Печи в литейных цехах могут быть любого размера, от небольших, используемых для плавки драгоценных металлов, до печей весом в несколько тонн, предназначенных для плавления сотен фунтов лома за один раз. Они разработаны в соответствии с типом расплавляемых металлов. Печи также должны быть спроектированы с учетом топлива, используемого для получения желаемой температуры. Для сплавов с низкой температурой плавления, таких как цинк или олово, плавильные печи могут достигать около 500 ° C (932 ° F). Для достижения этих температур обычно используются электричество, пропан или природный газ. Для сплавов с высокой температурой плавления, таких как сталь или сплавы на основе никеля, печь должна быть рассчитана на температуру выше 1600 ° C (2910 ° F).Топливо, используемое для достижения этих высоких температур, может быть электричеством (используемым вэлектродуговые печи ) или кокс . Большинство литейных заводов специализируются на том или ином металле и имеют печи, предназначенные для этих металлов. Например, чугунолитейный завод (для чугуна) может использовать вагранку , индукционную печь или ДСП, в то время как сталелитейный цех будет использовать ДСП или индукционную печь. В литейном производстве бронзы или латуни используются тигельные или индукционные печи. Большинство алюминиевых литейных предприятий используют тигельные печи сопротивления, газовые тигельные или отражательные печи.
Дегазация [ править ]
Дегазация [2] - это процесс, который может потребоваться для уменьшения количества водорода, присутствующего в партии расплавленного металла. Газы могут образовываться в металлических отливках одним из двух способов:
- физическим захватом в процессе литья или
- путем химической реакции в литом материале.
Водород является обычным загрязнителем для большинства литых металлов. Он образуется в результате реакции материалов, водяного пара или машинных смазок. Если концентрация водорода в расплаве слишком высока, полученная отливка будет пористой; водород будет выходить из расплавленного раствора, оставляя крохотные воздушные карманы, когда металл остывает и затвердевает. Пористость часто серьезно ухудшает механические свойства металла.
Эффективный способ удаления водорода из расплава - барботирование сухого нерастворимого газа через расплав путем продувки или перемешивания. Когда пузырьки поднимаются в расплаве, они улавливают растворенный водород и выносят его на поверхность. Хлор, азот, гелий и аргон часто используются для дегазации цветных металлов. Окись углерода обычно используется для производства чугуна и стали.
Существуют различные типы оборудования, которое может измерять присутствие водорода. В качестве альтернативы присутствие водорода можно измерить путем определения плотности металлического образца.
В случаях, когда пористость все еще присутствует после процесса дегазации, герметизация пористости может быть достигнута с помощью процесса, называемого пропиткой металла .
Изготовление пресс-форм [ править ]
В процессе литья создается выкройка по форме желаемой детали. Простые конструкции могут быть выполнены в виде цельного или цельного рисунка. Более сложные конструкции состоят из двух частей, называемых разделенными узорами. Шаблон разделения имеет верхнюю или верхнюю часть, называемую выступом, и нижнюю или нижнюю часть, называемую перетаскиванием. Как в сплошном, так и в раздельном массивах могут быть вставлены стержни для завершения окончательной формы детали. Сердечники используются для создания полостей в форме, которые в противном случае были бы невозможны. Место, где выступ и перетаскивание разделяются, называется линией разделения .
При создании выкройки лучше всего сузить края, чтобы узор можно было удалить, не нарушая формы. Это называется черновиком . Противоположность вытяжке - это поднутрение там, где есть часть рисунка под материалом формы, что делает невозможным удаление рисунка без повреждения формы.
Выкройка изготавливается из воска, дерева, пластика или металла. Формы изготавливаются с помощью нескольких различных процессов в зависимости от типа литейного производства, разливаемого металла, количества деталей, которые необходимо изготовить, размера отливки и сложности отливки. Эти процессы пресс-формы включают:
- Литье в песчаные формы - песчаная форма, связанная зеленой или смолой
- Литье по газовой смеси - узор из пенополистирола со смесью керамической и песочной формы.
- Литье по выплавляемым моделям - воск или аналогичный жертвенный образец с использованием керамической формы.
- Отливка керамической формы - гипсовая форма.
- V-образное литье - вакуум с термоформованным пластиком для формования песчаных форм. Не требует влаги, глины или смолы.
- Литье под давлением - Металлическая форма.
- Литье заготовок (слитков) - Простая форма для производства слитков металла, обычно для использования в других литейных цехах.
- Формовка из суглинка - составная форма, используемая для отливки крупных объектов, таких как пушка , цилиндры паровых двигателей и колокола.
Заливка [ править ]
В литейном цехе расплавленный металл разливают в формы . Заливка может осуществляться под действием силы тяжести или с помощью вакуума или сжатого газа. Многие современные литейные заводы используют роботов или автоматические разливочные машины для разливки расплавленного металла. Традиционно формы разливались вручную ковшами .
Встряска [ править ]
Затем затвердевший металлический компонент вынимается из формы. Если форма на основе песка, это можно сделать встряхиванием или переворачиванием. Это освобождает отливку от песка, который все еще прикреплен к металлическим направляющим и воротам - каналам, по которым расплавленный металл попадает в сам компонент.
Degating [ править ]
Вытеснение - это снятие с отливки головок, полозьев, ворот и подступенков . Бегунки, ворота, и свободные концы могут быть удалены с помощью резаки , ленточных пил , или керамических лезвий среза. Для некоторых типов металлов и некоторых конструкций литниковых литников литник, направляющие и ворота можно удалить, оторвав их от отливки с помощью кувалды или специально разработанного оборудования для выбивания. Подступенки обычно необходимо снимать с помощью метода резки (см. Выше), но в некоторых более новых методах удаления стояков используются подделки со специальными конструкциями, встроенными в геометрию шейки стояка, которые позволяют отломать стояк в нужном месте.
Система литников, необходимая для производства отливок в литейной форме, дает оставшийся металл, включая головки, стояки и литник (иногда собирательно называемый литником), который может превышать 50% металла, необходимого для заливки полной формы. Поскольку этот металл должен быть переплавлен как утиль, выход конкретной конфигурации литников становится важным экономическим соображением при проектировании различных схем литников, чтобы минимизировать стоимость избыточного литника и, следовательно, общие затраты на плавку.
Термическая обработка [ править ]
Термическая обработка - это группа промышленных и металлообрабатывающих процессов, используемых для изменения физических, а иногда и химических свойств материала. Чаще всего применяется в металлургии. Термическая обработка также используется при производстве многих других материалов, таких как стекло. Термическая обработка включает использование нагревания или охлаждения, обычно до экстремальных температур, для достижения желаемого результата, такого как отверждение или размягчение материала. Методы термообработки включают отжиг, цементирование, дисперсионное упрочнение, отпуск и закалку. Хотя термин «термообработка» применяется только к процессам, в которых нагрев и охлаждение выполняются с конкретной целью преднамеренного изменения свойств, нагрев и охлаждение часто происходят случайно во время других производственных процессов, таких как горячая штамповка или сварка.
Очистка поверхностей [ править ]
После дегазации и термической обработки песок или другая формовочная среда может оставаться на отливке. Чтобы удалить остатки плесени, поверхность очищается струйной очисткой. Это означает, что гранулированная среда будет прижиматься к поверхности отливки и механически сбивать прилипший песок. Среду можно обдувать сжатым воздухом или бросать с помощью дробовика. Чистящая среда ударяет по поверхности отливки с высокой скоростью, чтобы удалить остатки формы (например, песок, шлак) с поверхности отливки. Для очистки литых поверхностей можно использовать множество материалов, включая сталь, железо, другие металлические сплавы, оксиды алюминия, стеклянные шарики, скорлупу грецкого ореха, разрыхлитель и многие другие. Пескоструйная среда выбирается так, чтобы проявить цвет и отражательную способность отлитой поверхности. Термины, используемые для описания этого процесса, включают очистку,дробеструйная очистка ипескоструйная очистка . Дробеструйную обработку можно использовать для дальнейшего упрочнения и отделки поверхности.
Завершение [ править ]
Заключительный этап процесса литья обычно включает шлифование, шлифование или механическую обработку детали для достижения желаемой точности размеров, физической формы и качества поверхности.
Удаление оставшегося материала ворот, называемого заглушкой ворот, обычно выполняется с помощью шлифовального станка или шлифовальной машины . Эти процессы используются, потому что скорость их удаления материала достаточно низкая, чтобы контролировать количество удаляемого материала. Эти шаги выполняются перед окончательной обработкой.
После шлифовки обрабатываются любые поверхности, требующие строгого контроля размеров. Многие отливки обрабатываются на фрезерных центрах с ЧПУ . Причина этого в том, что эти процессы имеют лучшие размерные характеристики и повторяемость, чем многие процессы литья. Однако сегодня отливки нередко используются без механической обработки.
Некоторые литейные предприятия предоставляют другие услуги перед отправкой литых изделий своим клиентам. Отливки обычно окрашивают для предотвращения коррозии и улучшения внешнего вида. Некоторые литейные заводы собирают отливки в целые машины или узлы. Другие литейные заводы сваривают вместе несколько отливок или кованые металлы, чтобы сформировать готовый продукт. [3]
Все больше и больше отделочные процессы выполняются роботизированными машинами, которые избавляют человека от необходимости физически шлифовать или ломать линии разъема, запорный материал или питатели. Машины могут снизить риск травм рабочих и снизить затраты на расходные материалы, а также повысить производительность. Они также ограничивают вероятность человеческой ошибки и повышают повторяемость качества шлифования. [4]
См. Также [ править ]
- Включения из алюминиевого сплава
- Колокол
- Сердечник (изготовление)
- Тестирование литейного песка
- Металлургический завод
- Плавка
Ссылки [ править ]
- ^ Дегармо, Э. Пол; Черный, JT; Козер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4, п. 277.
- ^ 4. Американское общество литейщиков (ныне Американское общество литейщиков) (1989). Справочник и руководство Metalcaster: второе издание . Дес-Плейнс, Иллинойс: American Foundrymen's Society, Inc.
- ^ Били, Питер (2001), Foundry Technology (2-е изд.), Оксфорд, Великобритания : Баттерворт-Хайнеманн , ISBN 978-0-7506-4567-6
- ^ Кэмпбелл, Джон (2003), Кастинги (2-е изд.), Оксфорд, Великобритания: Баттерворт-Хайнеманн, ISBN 978-0-7506-4790-8
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме литейные . |
- Американское литейное общество
- Канадская ассоциация литейщиков
- Институт индийских литейщиков
- Фотодокументация процесса основания
- Американское общество основателей стали
- Всемирная литейная организация
