Литейное производство цветных металлов в металлические формы
Важнейшей частью современного литейного производства является кокиль (от франц. coquille). Кокилем в литейке называют металлическую форму, которая заполняется литьем с помощью гравитационных сил. Основное достоинство кокиля заключается в материале, из которого он изготавливается, металл на порядок надежнее песчаных форм и как следствие может использоваться многократно. Кроме того металлическая форма меньше поддается деформации и надежно держит форму отливки.
Непосредственно сам кокиль (см. рисунок) представляет собой две полуформы 1, плиты 2 и вставки 10. Полуформы фиксируются по центру штырями 8, и момент заливки их скрепляют замками 9. Рабочая полость кокиля 13 больше отливки на небольшую величину, которую учитывают в качестве погрешности усадки литья. Различные отверстия и полости в самой отливке делают либо с помощью металлических 11 или песчаных 6 стержней, которые в дальнейшем извлекаются из изделия после охлаждения. Литье на производстве заливают в кокиль с помощью литниковой системы 7. В момент заполнения кокиля чугунным литьем воздух и различные газы удаляются из полости с помощью вентиляционных выпоров 4, пробок 5, каналов 12, которые в связке образуют вентиляционную систему кокиля.
На рисунке представлен кокиль простой формы, который могут изготовить либо из чугуна, либо из другого сплава, если требуется чугунное литье. В большинстве случаев современное литейное производство чугуна подразумевает наличие более сложных форм кокиля, чем представленные выше.
Последовательность изготовления отливки во время чугунного литья
Перед процессом заливки литья кокиль необходимо подготовить, а именно производится тщательная очистка всей внутренней поверхности от ржавчины, загрязнений и масла. Если будущее чугунное изделие будет содержать подвижные части, то перед заливкой нужно в обязательном порядке проверить их работоспособность и легкость перемещения. Далее проверяется точность центрирования модели и надежность крепления.
Далее следует нанесение специального защитного огнеупорного слоя покрытия, которое состоит из специальной краски. Состав этой краски напрямую зависит от заливаемого сплава, а толщина нанесения защитного слоя зависит от скорости охлаждения изделия. Как правило, с помощью защитного слоя регулируют именно скорость охлаждения, так как чем тоньше слой покрытия, тем быстрее охлаждается изделие. Другая крайность может проявиться в процессе производства литья из чугуна. Толстый слой может предохранять поверхность формы от повышения температуры во время чугунного литья. То есть, подводя итог, можно сказать, что огнеупорные краски выполняют две основные функции, а именно защищают кокиль от резкого нагрева и дают возможность регулировать скорость охлаждения литья.
Стоит помнить, что перед процессом нанесением огнеупорных красок или других покрытий кокиль необходимо нагреть до температуры 453 К. Как правило, процесс нанесения красок осуществляется через специальный пульверизатор. В результате с горячей поверхности испаряется вся вода, которая содержится в красках, а огнеупорная составляющая остается на поверхности и затвердевает.
Следующим этапом после нанесения огнеупорного покрытия является нагрев кокиля до рабочей температуры, которая напрямую зависит от состава сплава. Если речь идет о литье из чугуна, то температура нагрева кокиля находится в промежутке от 473 до 600К. После нагрева в кокиль крепят песчаные стержни, если в их есть необходимость. Далее обе половины кокиля соединяют и закрепляют с помощью специальных зажимов. В редких случаях стержни частично извлекают из отливки во время ее затвердевания, при этом отливка уже обладает необходимой прочностью. Окончательно стержни удаляют только после полного охлаждения кокиля.
Далее весь процесс повторяется снова, при этом не обязательно наносить огнеупорный состав перед каждым использованием, на большинстве литейных производств краску используют 1-2 раза за полную смену. А если использовать краску для восстановления мест, где на поверхности она исчезла можно существенно сэкономит. При этом качество конечного изделия не будет страдать.
