Jaké metody odlévání kovů se používají v moderní výrobě?

Moderní metody odlévání jsou rozmanité. Různé metody umožňují získat téměř jakýkoli kovový díl. Velké části zařízení nebo strojů se odlévají do pískových forem s následným zpracováním, menší díly vyžadují vyšší kvalitu, k čemuž se používá odstředivé lití a vstřikování. Volba té či oné metody závisí na typu budoucího dílu, technologické náročnosti a požadavcích na finální výrobek.

Vstřikování

Tento typ odlitku se používá ve většině podniků, včetně slévárny v Petrohradě. Při vstřikování se forma plní roztaveným kovem pod tlakem vnějších sil. Překonávají gravitační sílu. Kromě toho dochází k tvrdnutí také pod tlakem. Tato metoda má své výhody i nevýhody. Mezi výhody patří možnost výroby výrobků s tenkými stěnami. Navíc je odlitek velmi kvalitní. Povrch výrobku je čistý, rozměry přesné, prakticky bez drsnosti, nevyžaduje téměř žádné zpracování a má vysoké mechanické vlastnosti. Další výhodou je absence pracovně náročných operací a možnost plně automatizovat výrobu. Důležitým faktorem je minimální znečištění životního prostředí.

To má však i některé nevýhody slévárenská výroba. Celkové rozměry a hmotnost jsou omezené. Forma má poměrně vysokou cenu. Další nevýhodou je přítomnost poréznosti plyn-vzduch v odlitku. To ovlivňuje jejich těsnost.

Podstatou tohoto procesu je, že roztavený kov se nalévá do komory lisovacího stroje. Poté pod vlivem pístu, který se pohybuje v komoře, vstupuje kov do formy. Tam pod tlakem tvrdne a tvoří tak odlitek. Po ochlazení výrobku na určitou teplotu se tyče vyjmou a poté se forma a tlačná zařízení otevřou a odlitek se vyjme z formy.

Odstředivé lití

Odstředivé lití zahrnuje výrobu výrobků, kdy plnění licí formy a tuhnutí probíhá v oblasti působení odstředivých sil. Výhodou této metody je, že samotná forma má možnost rotace kolem svislé, vodorovné a nakloněné osy. Poté, co je kov nalit do žlabu, rozprostře se po vnitřním povrchu. Tak tvoří dutý válec. Po úplném vytvrzení se výrobek vyjme z formy.

Na slévárna Tato metoda se provádí pomocí strojů. Typ závisí na účelu zařízení. Mohou být univerzální, odlévací a společenské. První typ se používá pro výrobu odlitků pro všeobecné použití. Druhý je určen pro vytváření ocelových a litinových trubek. Takto se vyrábějí hlavně trubky velkých průměrů. Třetí způsob je potřebný pro výrobu identických odlitků v hromadné výrobě. Mohou to být bimetalové odlitky, vložky spalovacích motorů a mnoho dalšího.

Tyto metody jsou nejoblíbenější ve slévárnách v Rusku. Na výrobky se používají železné a neželezné kovy a jejich slitiny. Slévárna má výkonné jednotky, které produkují obrovské množství i těch nejsložitějších dílů. Díky takové výrobě máme možnost využívat mnoho výrobků pro domácnost i průmysl, které jsou nezbytné pro pohodlný život.

V případě dotazů nebo zájmu o ceny kontaktujte prosím obchodní oddělení na tel.

+7 (4842) 75-10-21 (vícekanálový)

Profesionální personál vám poskytne další informace a pomůže s vyplněním vaší žádosti.

POZOR! Od 01.11.2024 přijímáme objednávky POUZE LITÉ díly!

Práce s plechy, výkovky a výlisky se neprovádí.

Odešlete žádost o objednání produktů

Nějaké otázky?
Kontaktujte nás telefonicky +7 (4842) 75-10-21

Je výhodnější kontaktovat emailem?
Napište nám na [email protected]

casting, výroba výrobků (odlitků) v důsledku lití do formy roztavených (kovy a slitiny, horniny, keramické materiály) nebo změkčených do viskózního stavu (plasty, směsi, kaučukové směsi atd.), které po ztuhnutí získávají konfiguraci vnitřní dutiny formy. Pro odlévání kovových výrobků se používají slévárenské formy, pro výrobky z polymerních materiálů – formy zvané vstřikovací formy. Odlévání umožňuje vyrábět výrobky (které se často také nazývají odlitky) téměř jakékoli složité konfigurace s minimálními nároky na zpracování (například řezání), jakož i s vysokými výkonnostními vlastnostmi. Rozvoj technologií odlévání je historicky spojen s výrobou kovových výrobků, pro jejichž výrobu bylo vyvinuto přes 50 metod; některé z nich jsou diskutovány níže.

Technologie odlévání

Odlévání je komplexní soubor na sebe navazujících technologických procesů: výroba licí formy a licích jader, lití roztaveného kovu (slitiny) do licí formy kanály vtokového podávacího systému, vyjímání vychlazeného odlitku z formy; poté, po odstranění vtokového systému, je odlitek odeslán k čištění, opracování (v případě potřeby) a kontrole.

Výrobě licí formy předchází dlouhá etapa zahrnující matematický výpočet a vypracování výkresů odlitků, modelu odlitku (pokud odlévání zahrnuje použití modelu), odlévací jádra a také výrobu modelu a jader. Matematické výpočty a vývoj výkresů lze provádět pomocí počítačového modelování. Pro odlévání se používá: litina – šedá, kujná a legovaná; ocel – uhlíková a slitinová; neželezné kovy a jejich slitiny – měď, hliník, zinek, hořčík atd.

Ve slévárenských procesech je chování kovů a slitin určováno jejich odlévacími vlastnostmi, z nichž nejdůležitější jsou: tekutost, nízké smrštění během krystalizace, nízká segregace. Odlévací vlastnosti závisí především na teplotě a chemickém složení taveniny.

Tekutost je schopnost roztaveného kovu plnit nejtenčí části forem.

Smrštění je zmenšení objemu (lineárních rozměrů) kovu během krystalizace. Při velkém smrštění vznikají v odlitcích vnitřní pnutí, která mohou vést ke vzniku trhlin, ale i smršťovacích dutin a uvolnění v místech pozdního tuhnutí kovu.

K likvaci dochází při krystalizaci v důsledku pohybu složek nízkotavitelných slitin do nejmasivnějších částí odlitku. Likvidace výrazně zhoršuje kvalitu odlitků. Rychlost ochlazování taveniny, velikost a konfigurace odlitku významně ovlivňují přenos tepla a hmoty, úplnost difúzních procesů podél čela krystalizace.

K tavení se používají tavicí zařízení, především elektrické pece; tavení slitin neželezných kovů se také provádí v kelímcích, elektrických odporových pecích apod. Podle technologie výroby odlitků se tavicí pece dělí na vakuové a otevřené. Vakuové pece se skládají z vakuové komory, ve které je umístěna taviči jednotka s induktorem, pec pro ohřev formy a zařízení pro instalaci studené formy nebo formy. Pece jsou vybaveny vývěvami, systémem vodního chlazení komponent a sestav pecí a také elektronickými podpůrnými a řídicími systémy. Vakuové pece také umožňují provádět tavení v ochranné atmosféře (inertní plyny: argon, dusík atd.).

Pece pro otevřené tavení se dělí na plynové, indukční a obloukové. V plynových pecích dochází k tavení kovu v důsledku tepelné energie uvolněné při spalování zemního plynu. Plynové pece se používají pouze pro materiály s relativně nízkou teplotou tavení (například pro odlévání slitin hliníku a hořčíku). Indukční a obloukové pece se používají pro odlévání především litiny a oceli. V indukčních pecích dochází během tavení k aktivnímu promíchávání taveniny v důsledku elektromagnetických polí vytvářených induktorem, což pomáhá získat jednotné chemické složení slitin a nepřítomnost segregace. Obloukové pece jsou zpravidla vyráběny s velkými kapacitami (pro tavení nad 1 1 kg v XNUMX cyklu). Tavení v obloukových pecích probíhá rychleji než v indukčních pecích. V obloukových pecích však může dojít k vyhoření nízkotavitelných legujících prvků slitiny, protože během procesu tavení v zóně obloukového spalování je teplota velmi vysoká.

Metody odlévání jsou rozmanité, protože je nemožné použít stejné metody k výrobě odlitků, které se liší velikostí, složitostí konfigurace, vlastnostmi použitých slitin a účelem. Existuje několik způsobů, jak nalít kov do forem:

• volné lití – kov má svůj tvar pod vlivem gravitačních sil;
• lití do rotující formy – kov získává tvar pod vlivem odstředivých a gravitačních sil;
• tlakové plnění (pomocí licích strojů), vakuové sací plnění atd.

Odlévání do jednorázových pískových (pískovo-hliněných) forem je nejjednodušší a nejběžnější metoda, která se používá k výrobě polotovarů libovolné velikosti a konfigurace z různých slitin. Tyto odlitky se však neliší čistotou povrchu a rozměrovou přesností. V tomto ohledu se rozšířily speciální metody lití: ztracený vosk, kokila, skořepinové formy, tlakové, odstředivé, vakuové atd. Uvedené metody (přesné lití) umožňují získat odlitky se zvýšenou přesností, s čistým povrchem, minimální povolenky na zpracování a někdy i jeho úplné odstranění. Výroba odlitků těmito metodami se provádí na automatizovaných nebo automatických slévárenských zařízeních a linkách, které se vyznačují (ve srovnání s litím do písku) nižší spotřebou materiálu a energie a mzdovými náklady.

Metoda vytavitelného lití ve skořepinové formě, jejíž pracovní dutina vzniká vyjmutím modelu odlitku roztavením (odtud název metody), vypálením nebo rozpuštěním. Metoda zajišťuje výrobu složitých tvarových odlitků o hmotnosti od několika gramů do desítek kilogramů, se stěnami od 0,5 mm silnými, s čistým povrchem as vysokou rozměrovou přesností oproti jiným metodám odlévání. Rozměry odlitků získaných touto metodou se co nejvíce blíží rozměrům hotové součásti. Tato metoda odlévání, jedna z nejstarších, našla široké průmyslové uplatnění. Právě tato metoda se používá k výrobě uměleckých odlitků, šperků, zubních protéz a dalších výrobků.

V průmyslu se rozšířily způsoby odlévání do znovupoužitelných kovových forem, mezi které patří: kokilové lití, odstředivé lití, tlakové lití, vakuové lití atd.

Při lití do kokily (chill casting) se forma plní taveninou a k jejímu tuhnutí dochází bez vnějšího vlivu na tekutý kov, ale pouze působením gravitace. Základní operace a procesy: očištění formy od staré vyzdívky, její zahřátí na 200–300 °C, zakrytí pracovní dutiny novou vrstvou vyzdívky, vložení tyčí, uzavření částí formy, odlití kovu, ochlazení a odstranění vzniklého odlévání. Odlitky z litiny, oceli, hliníku, hořčíku a dalších slitin jsou vyráběny v kokilách; proces je zvláště účinný pro slitiny hliníku a hořčíku (které mají relativně nízkou teplotu tání), takže jedna matrice může být použita až 10 tisíckrát.

Odstředivé lití je metoda, při které roztavený kov proudí v požadovaných směrech vlivem odstředivých sil na něj. Odlévaný kov se vrhá na stěny formy a po ztuhnutí tvoří odlitek. Tento způsob odlévání je široce používán v průmyslu při výrobě dutých odlitků s volným povrchem – litinové a ocelové trubky, kroužky, pouzdra, skořepiny atd.

Podle polohy osy otáčení forem se rozlišují horizontální a vertikální odstředivé licí stroje. Při výrobě trubek se nejčastěji používají horizontální stroje. Při výrobě odlitků na strojích se svislou osou otáčení se kov z pánve odlévá do formy upevněné na vřetenu poháněném elektromotorem. Odstředivá síla tlačí kov proti boční válcové stěně. Forma se otáčí, dokud kov zcela neztvrdne, načež se zastaví a odlitek se odstraní. Složitý vzor vnitřních stěn odlitku je vyroben pomocí tyčí. Stěny forem na odlitky se složitým vnějším povrchem jsou pokryty formovacím pískem, který je zhutněn válci a tvoří potřebný reliéf. Odlitky vyrobené odstředivým litím mají oproti odlitkům vyrobeným jinými metodami zvýšenou hustotu ve vnější vrstvě.

Nízkotlaké lití začíná čerpáním stlačeného vzduchu do tavicí pece. Roztavený kov proudí stoupací trubkou přes vtoky do formy. Tlak v peci je vytvářen speciálním systémem. Nedodržení optimálního režimu (kolísání tlaku) vede k „houpání“ hladiny kovu ve formě, což způsobuje tvorbu smršťovacích dutin ve výrobku, výskyt nedostatečného plnění nebo nepřilnavosti, což je ekvivalentní získání nekvalitní odlitek (vada). Zařízení pro regulaci tlaku (díky systému proporcionálního ventilu) zajišťuje kontrolované, bezturbulentní plnění formy, což je značná výhoda oproti gravitační metodě (i s vylepšeným systémem vtokových kanálů).

Při lití pod vysokým tlakem (až 200 MPa) se používají formy, které kov plní vysokou rychlostí a získá obrys odlitku. Tvarovací dutina formy odpovídá vnějšímu povrchu odlitku s přihlédnutím k faktorům ovlivňujícím rozměrovou přesnost. Kromě toho forma obsahuje pohyblivé kovové tyče, které tvoří vnitřní dutiny odlitků a vyhazovačů. Odlévání se provádí na licích strojích se studenou a horkou lisovací komorou. Tato metoda se používá především pro slitiny hliníku, hořčíku, zinku a (méně často) mědi. Odlitky jsou získávány s vysokou přesností a nízkým stupněm drsnosti. Po takovém odlití je zapotřebí malé nebo žádné opracování odlitků. Náklady na formy jsou vysoké, proto se v hromadné výrobě používá vstřikování, vyrábí se až tisíc odlitků.

Vakuové lití je proces, při kterém je dutina licí formy naplněna tekutým kovem ve vakuu. Nucené plnění formy kovem je doprovázeno úplným odstraněním plynů z ní, což umožňuje získat tenkostěnné, husté a vysoce kvalitní odlitky. Používají se různé metody vakuového lití:

• vakuové nasávání kovu do formy umístěné nad taveninou, po kterém dochází ke krystalizaci za atmosférického nebo zvýšeného tlaku;
• vakuové odsávání kovu pomocí metalostatického tlaku (forma je umístěna pod kovem);
• lití ve vakuu pod tlakem (ve vstřikovacím lisu s použitím vakuových forem);
• vakuové odstředivé plnění atd.

Tato skupina metod je široce používána v kombinaci s vakuovým tavením pro výrobu tvarových odlitků ze speciálních ocelí a slitin.

Rozšířilo se také kontinuální lití kovů a slitin – proces výroby ingotů a polotovarů založený na rovnoměrném pohybu kovu vzhledem k zóně lití a krystalizace. V tomto případě může být licí forma stacionární nebo se může pravidelně pohybovat (vratný pohyb s malou amplitudou, rotace, pohyb po uzavřené křivce omezené délky).

U tohoto způsobu odlévání zajišťují rovnoměrné rychlosti přívodu tekutého kovu, jeho krystalizace a odebírání hotového odlitku stálost složení, struktury a vlastností kovu po celé délce odlitku. Podle zařízení tvořících odlitek se rozlišuje plynulé odlévání do formy, válce, koryto (proud), mezi pohyblivé pásy. Nejběžnější je odlévání do kovové formy, které se ve vztahu k výrobě oceli nazývá plynulé lití oceli. Ingoty ze slitin hliníku a hořčíku, stejně jako většina ingotů z těžkých neželezných slitin se odlévají metodou kontinuálního lití.

Ospenniková Olga Gennadievna. První publikace: Velká ruská encyklopedie, 2010. Aktualizace: 2023.

Historické informace

Odlévání ve starověku

Nejstarší výrobky (přířezy korálků, talířové překryvy a přívěsky, rybí háčky atd.), odlévané z přírodní mědi v otevřených formách a zpracované kováním za tepla, byly objeveny při vykopávkách předkeramických neolitických památek na Blízkém východě, datování z konce 8. – 7. tisíce př. Kr E. (Magzalia, Çayonü Tepesi, Çatalhöyük atd.). Odlévání do rozebíratelných a kompozitních kamenných forem (nástroje, zbraně, šperky, náboženské předměty atd.) vzniklo v chalkolitu jihovýchodní Evropy v systému balkánsko-karpatské metalurgické provincie (5. tisíciletí př. n. l.). Odlévání do uzavřených kamenných, hliněných a kovových forem a do ztracených voskových modelů se rozšířilo ve starší a střední době bronzové v systémech protocirkumponských a cirkumponských metalurgických provincií (4.–3. tisíciletí př. n. l.) a svého vrcholu dosáhlo ve Starém světě v pozdní Doba bronzová (2. – začátek 1. tisíciletí př. n. l.) a raná doba železná. Technologie lití byla široce používána ve středověku.

Kuzminykh Sergej Vladimirovič. První publikace: Velká ruská encyklopedie, 2010. Aktualizace: 2023.

Casting v Rusku

V Rusku byla v roce 1479 postavena první slévárna – „dělová chýše“ (Moskva). Za vlády Ivana IV. byly vytvořeny slévárny v Tule, Kašiře a dalších městech; za Petra I. – slévárny na Uralu, na jihu a severu ruského státu. Jedním z největších odlitků na světě, vyrobeným v roce 1873 v závodě Perm, je chabot (spodní část, která přijímá náraz) parního kladiva (650 tun). Známá je zručnost sléváren starých ruských továren – Kasli, Putilov, Sormovskij, Kolomenskij atd. Až do 19. stol. Při odlévání jsme vycházeli z dříve nasbíraných staletých zkušeností řemeslníků. Teprve na počátku 19. stol. Byly položeny teoretické základy slévárenské technologie. V pracích ruských vědců P. P. Anosova, N. V. Kalakutského a A. S. Lavrova, D. K. Černova byly poprvé vědecky vysvětleny procesy krystalizace, výskyt segregace a vnitřních pnutí v odlitcích a byly nastíněny způsoby, jak zlepšit kvalitu odlitků. .

Redakce technologií a zařízení

Publikováno 23. října 2023 ve 10:34 (GMT+3). Poslední aktualizace 23. října 2023 ve 10:34 (GMT+3). Kontaktujte redakci