Производство точных отливок

И Дошкарж, Я. Габриель, М. Гоушть, М. Павелка

Машиностроение, 1979 г.

 ТОЧНОЕ ЛИТЬЕ

1.1. РАЗВИТИЕ ТОЧНОГО ЛИТЬЯ

Литье по выплавляемым моделям известно человечеству уже несколько тысячелетий. Технология художественного литья древности сходна с современной в принципе только в том, что для изготовления неразъемной формы используется выплавляемая модель. Известны отливки, изготовленные 6000 лет тому назад, в нижнем Евфрате в стране Урарту , позднее в Египте, Палестине, Испании, Персии, Китае, в ацтекской Мексике, в Италии и других странах. На модель из пчелиного воска вручную наносилась глина; полость в отливке формировалась также глиняными стержнями. Позже, особенно в эпоху Возрождения, художественное литье по выплавляемым моделям широко применяет в Италии Бенвенутто Челлини. В XIX в. для производства художественных отливок стали использовать разъемные песчаные формы, и способ литья по выплавляемым моделям был почти забыт. В конце XIX в. литье по выплавляемым моделям стали применять в зубопротезной технике и для изготовления ювелирных изделий.

Промышленное использование литья по выплавляемым моделям началось в начале второй мировой войны, так как потребовались фасонные отливки очень сложной формы с высокой точностью и хорошим качеством поверхности. В современном процессе принят известный принцип изготовления форм для точных отливок, при использовании новых модельных связующих и формовочных материалов. Технологические операции были механизированы и частично автоматизированы. В литье по выплавляемым моделям стали применять модельные составы, способные сохранять постоянные размеры, высокопрочные и точные керамические формы, вакуумную плавку и заливку сплавов и, наконец, вставляемые керамические стержни для получения очень сложных; и точных полостей в отливках.

Такие усовершенствования расширили возможность производства крупных отливок большой сложности с высокой точностью. Например, появилась возможность отливать корпуса двигателей Для ракетных летательных аппаратов, особенно деталей космического оборудования из труднообрабатываемых сплавов, к которым предъявляются специальные требования.

В настоящее время литье по выплавляемым моделям успешно используется в следующих отраслях промышленности: в станкостроении и машиностроении, особенно при производстве энергетических устройств; в авиационной, в оборонной, в текстильной, в оптической и пищевой промышленности; в производстве пишущих и счетных машин; в электротехнике; в промышленности средств связи; в медицинской промышленности для изготовления костных и зубных протезов.

Современные достижения литья по выплавляемым моделям позволили изготовлять уникальные отливки. На рис. 2 показана отливка букета чертополоха из бериллиевой бронзы с четкими деталями (волосками), что свидетельствует о больших возможностях этого вида литья.

Литье по выплавляемым моделям является одним из прогрессивных способов получения заготовок. При правильном применении этого способа существенно экономится металл, сокращается время изготовления детали и снижается ее себестоимость. Некоторые отрасли промышленности не могли бы без литья по выплавляемым моделям достичь развития, которое они имеют в настоящее время.

1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧНОГО ЛИТЬЯ

Точным литьем называют обычно все способы литья, которые позволяют получить точные отливки. К этим способам относят литье под давлением, литье в кокиль, в оболочковые формы из термореактивных смесей (кронинг-процесс С и D), в прессованные керамические формы и литье по выплавляемым моделям. Но больше термин «точное литье» подходит для способов, которые позволяют получать отливки с точностью, большей чем ±0,25% номинала. В этом смысле именно к точному литью относится литье по выплавляемым, выжигаемым, испаряемым и растворяемым моделям.

В табл. 1 приведены сведения о точности, которую обеспечивают способы, относящиеся к точному литью. Видно, что из всех приведенных в таблице способов наиболее точным является способ литья по выплавляемым моделям. Этим способом литья получают очень сложные отливки с точными полостями, отверстиями и пазами, в том числе из сплавов с высокой температурой плавления. Для литья по выплавляемым моделям в настоящее время применяют все виды сплавов.

Точное литье как технологический процесс характеризуется тем, что им можно получать фасонные сложные машиностроительные отливки, у которых рабочие поверхности выполняются с такой чистотой и такой размерной точностью, что исключается или резко уменьшается механическая обработка, а следовательно, снижаются расходы, связанные с ней.

Этот способ используют в тех случаях, когда при изготовлении отливки сложной формы и из труднообрабатываемого материала другие способы оказываются исключительно дорогими. К таким деталям, например, можно отнести детали, применяемые в теплотехнике, атомной технике или в оборонной промышленности.

Однако способы точного литья, в том числе и литье по выплавляемым моделям, не исключают другие способы изготовления деталей, например, ковку, прессование или механическую обработку. Точное литье дополняет остальные производственные способы получения заготовок и имеет свои пределы по размерным допускам и шероховатости поверхности. Эти параметры определяются принятой технологией и применяемыми материалами.

У точного литья, как и у других производственных способов, следует использовать лишь такие размерные и качественные параметры, которые необходимы с точки зрения эксплуатации детали, так как с повышением этих требований неизбежно растут производственные расходы. Согласование этих технико-экономических требований потребителей с возможностями производства неизбежно, так как до выбора способа изготовления отливки необходимо проводить экономический анализ с учетом всех важнейших параметров производства.

Таблица 1. Точность отливок, полученных различными способами