Литейное производство – это отрасль в машиностроении, которая занимается изготовлением заготовок и фасонных деталей с помощью заливки расплавленного металла в специальную форму, которая имеет полость необходимой конфигурации. Металл отвердевает при охлаждении и приобретает форму полости.
Полученная деталь в результате литья может подвергаться последующей обработке. Именно поэтому литейное производство требует максимальной точности, чтобы деталь подвергать минимальной механической обработке. При помощи литья можно получить различные детали массой до 300 тонн, длина которых может достигать 20 метров, со стенками толщиной от 0,5 до 500 мм (поршни, крышки и корпуса редукторов, станины станков, турбинные лопатки, блоки цилиндров, зубчатые колёса и т.д.). Отливки получают из цветных (магниевых, цинковых, титановых, алюминиевых, медных и т.д.) и чёрных сплавов (стали и чугуна).
Для получения расплава применяются такие шихтовые материалы:
- отходы собственного производства;
- флюсы;
- лом;
- небольшие чушки (слитки металлургического производства).
Разные сплавы имеют различные литейные свойства и характеризуются такими параметрами:
1. Жидкотекучесть – способность металла течь в расплавленном виде по каналам и заполнять полости, чётко воспроизводя отливки контура.
Жидкотекучесть литейных сплавов полностью зависит от температуры кристаллизации, поверхностного натяжения и вязкости расплава, температуры заливки, свойств формы и т.п. Чистые сплавы и металлы, которые затвердели при постоянной температуре, всегда обладают повышенной жидкотекучестью, в сравнении со сплавами, которые образуют твёрдый раствор и затвердевают в интервале температур. Также жидкотекучесть меньше, если вязкость больше. Наименьшей жидкотекучестью обладают магниевые сплавы, а наибольшей – серый чугун.
2. Усадка – это способность литейных сплавов уменьшать объём при охлаждении и затвердевании. Процесс усадки в отливке начинается с момента заливки в форму расплавленного металла и продолжается до полного его охлаждения. Различают при этом линейную и объёмную усадку, которая выражается в относительных единицах.
Линейная усадка – это процесс уменьшения размеров отливки во время её охлаждения от температуры, благодаря которой образуется прочная корочка, которая уже способна оказывать сопротивление давлению расплавленного металла.
На линейную усадку оказывает влияние химический состав сплава, скорость охлаждения, температура заливки, конструкция литейной формы. Например, усадка серого чугуна будет уменьшаться, если увеличивать содержание кремния и углерода. Также усадку отливок уменьшает понижение температуры заливки, к возрастанию приводит повышение скорости отвода теплоты из залитого расплава в форму.
Во время охлаждения отливки происходят термические и механические торможения усадки. Механическое торможение появляется из-за трения, возникающего между формой. Термическое торможение обусловлено разными скоростями охлаждения частей отливки.
Объёмная усадка – представляет собой уменьшение объёма сплава во время его охлаждения в литейной форме для формирования отливки.
В литейном производстве существую разнообразные способы производства отливов. Вот список самых основных из них:
- литьё в кокиль;
- литье под давлением;
- литьё в песчаные формы;
- литьё по выплавляемым моделям.
Для изготовления литых изделий используют такие материалы как:
- медь;
- стали;
- магний;
- чугуны – ковкий и высокопрочный, серый литейный.