Меню

Центробежное литье – метод получения точных заготовок

Центробежное литье – метод получения точных заготовок

Что такое центробежное литье

Металлические формы для центробежного литья называют кокилями, или изложницами. Центробежный способ применяют также для заливки в разовые формы титановых, бронзовых, чугунных, стальных и других сплавов.
При данном способе литья сплав заливают в подогретую вращающуюся форму (рис. 1). Он начинает вращаться под действием центробежных сил и затвердевает. Еще горячую отливку извлекают из формы, форму охлаждают до оптимальной температуры (200. . .300 °С), на ее рабочую поверхность наносят теплоизоляционное покрытие, и процесс повторяется.

Схемы центробежного литья

Рис. 1. Схемы центробежного литья

Возможны три схемы центробежного литья. При любой схеме ось вращения формы может быть горизонтальной, вертикальной или наклонной.

Наиболее широко распространена схема I. По ней получают полые цилиндрические отливки без стержней. Машины с горизонтальной осью вращения (рис. 1, а) применяют для отливки длинных тел вращения: длина в 3 раза больше, чем диаметр. Свободная поверхность отливки представляет собой цилиндр. Свободной поверхностью отливки называется поверхность, которая не контактирует со стенками литейной формы, а только с воздухом.

На машинах с вертикальной осью вращения (рис. 1, б) получают короткие тела вращения из-за разностенности по высоте отливки. Свободная поверхность — параболоид. Разностенность тем больше, чем выше отливка.

Схемы II и III, при реализации которых нет свободной поверхности, применяют реже, в них центробежные силы используют для повышения плотности отливок или улучшения заполнения тонкостенных отливок.

Центробежный способ литья по схеме I позволяет использовать вместо антипригарных красок для покрытия стенок формы сыпучие сухие без связующих огнеупорные теплоизоляционные покрытия форм. Поэтому перед заливкой во вращающуюся форму вводят песок, который центробежными силами распределяется по рабочей поверхности равномерным слоем.

Скорость вращения формы выбирают из условий получения отливки правильной геометрической формы и создания центробежных сил, необходимых для оптимального процесса затвердевания отливки. Наименьшим будет число оборотов, при котором нет дождевания — отрыва капель металла от потока и их падения, т. е. центробежная сила на свободной поверхности несколько больше силы тяжести.

Схема получения чугунной трубы центробежным способом

Рис. 2. Схема получения чугунной трубы центробежным способом: а — исходное положение; б — заливка чугуна; в — окончание заливки; г — извлечение отливки и возвращение машины в исходное положение.

На рис. 2 показан процесс отливки труб. В исходном положении (рис. 2, а) заливочный лоток 4 введен в самую дальнюю часть изложницы 2, которая установлена на роликах внутри защитного кожуха 3 и приводится во вращение от привода 1. После того как металл из раздаточного ковша 5 по лотку 4 заполнит самую низко расположенную часть изложницы 2 (рис. 2, б), она с помощью тележки вместе с приводом смещается влево и металл попадает в другую ее часть. Так продолжается до полного заполнения (рис. 2, в, г).

Центробежным способом изготовляют крупные отливки из легированных сталей для прокатки труб, втулки и венцы из антифрикционных сплавов, мелющие тела из белого чугуна, гильзы (автомобильных и тракторных двигателей) из легированного чугуна, напорные и сливные чугунные трубы, гребные винты (по схеме II, рис. 1), детали из жаропрочных и титановых сплавов.

Рис. 3. Вертикальная машина центробежного литья ЦБМ-05

Технологический процесс производства

Центробежное литьё это метод, основанный на использовании центробежной силы, для заливки металла в цилиндрические формы. В этом методе литья также задействуется гравитация и давление, чтобы максимально эффективно заполнить формы расплавом. При центробежном литье зачастую используется кокиль, созданный из чугуна, графита или стали.

Пришлите ваши чертежи или эскизы на

Либо звоните 8-800-250-88-72. Доставка по России и СНГ.

Иногда применяются менее качественные песчаные формы. Литьё осуществляется с помощью горизонтально расположенной центробежной машины (на нашем заводе доступны и вертикальные установки) и включает несколько этапов.

Процесс литья из чугуна

При накоплении в нижней части печи достаточного количества жидкого металла пробивают леток, и раскаленная масса льется в ковш, из которого и производится непосредственно литье чугуна в формы. Инструмент для разливки — ковш, имеет внизу отверстие с пробкой. Через него производится заливка мелких деталей. Для габаритных тяжеловесных отливок, когда надо быстро заполнить форму, могут использовать носик в верхней части ковша, наклонив его с помощью крана.

Подготовка моделей

Модели изготавливаются из различных материалов. Для изготовления малых партий и единичных заготовок крупногабаритных деталей используют дерево. Модель повторяет наружную форму детали с припусками на усадку. В места расположения отверстий вставляют стержни из формовочной смеси.

В качестве материала для изготовления моделей используют:

  • воск;
  • гипс;
  • пластмассу;
  • пенопласт.

Для изготовления больших партий отливок, начиная с нескольких сотен, со сложной конфигурацией используют изготовленные на станках ЧПУ и другом оборудовании модели из бронзы, латуни, алюминиевых сплавов. В результате получается отливка с большой точностью наружных размеров, не нуждающаяся в обработке.

Формовка

Модель вставляют в металлическую форму, и оставшееся пространство заполняют песчано-глиняной смесью. Для получения плотной оболочки смесь уплотняют на вибростендах или утрамбовывают ручным пневмоинструментом.

Большие формы заполняют в несколько этапов, подсыпая смесь. Затем модель вынимают. Поверхность формы обрабатывают антипригарным составом и сушат.

Металлическая форма

Металлическая форма

Заливка металла

Формы выставляют в один ряд на специально подготовленное место. Над ними устанавливаются литники для заливки. Ковш заводится над формами и быстро заполняет их. Если чугун льется долго, отливки будут неравномерно охлаждаться, могут образоваться расслоения металла внутри.

Читайте также:  Интернет магазин сантехники DizainVanna в Москве

Завершающие операции

После заливки формы остаются в яме для равномерного остывания на 12–60 часов. Продолжительность процесса зависит от наибольшего сечения отливки.

Остывшую форму достают, освобождают деталь от формовочной смеси и вместе накопителями и прибылями помещают в термическую печь на отжиг. Металл нагревают до 800⁰–900⁰, в зависимости от массы отливки и марки чугуна. Затем выдерживают при заданной температуре несколько часов. Чугун вместе с печью медленно остывает до 300⁰. Затем отливку достают, и охлаждение продолжается на воздухе.

После отжига структура чугуна выравнивается, снимаются напряжения. Теперь обрезаются технологические надставки и другие элементы. Производится зачистка поверхности от остатков формовочной смеси, окалины.

Блог УМНИКА

ЦАМ ( или ZAMAK) — это группа сплавов на основе цинка. Из них любят (хотя, в эпоху инжекторов, наверное, правильнее сказать «любили») делать карбюраторы и много всякой мелочевки. Сплав относительно твердый, а температура плавления только немного выше, чем у свинца или олова. Поэтому отливать из него проще, чем из алюминия, цинка или чугуна. И считается, что он хорошо проливается, по крайней мере при литье под давлением.

Сломалась у меня скоба, которая фиксирует деталь на призме.

Хотел сначала новую выфрезеровать из латуни, но потом вспомнил, что несколько лет назад на выставке INTERMODELLBAU купил набор для изготовления литьевых форм из вулканизируемой резины. На выставке мне сказали, что в резину можно лить расплавы с температурой до 400 градусов. Раньше я пробовал эту резину для литья свинца. В этот раз решил попробовать лить в нее ЦАМ. Несколько кусочков этого сплава мне продали вместе с резиной и рамкой-прессом для её вулканизации.

Фирма которая продала мне этот набор для литья, дала диск с учебным фильмом, сейчас я нашел его на YouTube:

Резина продается в виде листов, толщиной примерно 8 мм. Жестче, чем пластилин, но мягче чем обычная резина.

Для тех, кто заинтересуется моим опытом в практическом смысле, скажу, что подобную резину (если я правильно понял) можно купить и в Москве, в магазине материалов для ювелиров. Искать надо «резина силиконовая вулканизируемая». 5 кг сплава ЦАМ я купил в Москве по цене 200 рублей за кг, просто по Интернету. Рамку-пресс Чипмейкер легко изготовит себе сам.

Теперь в картинках — как делал я.

Вырезаем нужный кусок резины и укладываем в рамку-пресс. Сверху кладем модель (в данном случае это второй прижим, который пока не сломался):

Вдавливаем его в резину, рядом вдавливаем шпеньки — замки, они позволят в дальнейшем собрать две половинку формы.

Саму деталь обсыпаем тальком и посыпаем поверхность резины тальком, что бы она не привулканизировалась ко второй половине формы.

Накрываем вторым куском резины, обжимаем пальцами, потом закрываем верхнюю крышку рамки-пресса и стягиваем винтами:

Помещаем в печку на 90 минут при 100 градусах.

Вынимаем, даем остыть, разбираем рамку и расцепляем половинки формы:

При нагреве, до того как начинается вулканизация, видимо резина сначала становится немного мягче и в результате того, что зажата внутри рамки-пресса, довольно неплохо повторяем форму модели.

Модель в данной технологии должна быть достаточно твердой и достаточно термостойкой, естественно восковая не подойдет, и как потом я выяснил, не подойдет напечатанная на 3Д-принетер из PLA. Но зато подойдет, например, желудь.

Специальны резцом вырезаем литник и выпоры:

Собираем две половинки формы:

Температуру форма выдержала прекрасно, нигде не обуглилась. А вот пролилось почему то не очень хорошо, на плечах детали образовались непроливы.

Что удобно с такой формой в отличие от гипсовой одноразовой — после того как форма один раз изготовлена (причем довольно быстро) повторять отливку можно много много раз. И для экспериментов и если надо много деталей.

Прочность получаемых из ЦАМа деталей незначительно уступает по прочности низкокачественной стали. Ну в смысле детали довольно прочные.

Пробую еще раз, потом пробую отлить с напором высоты расплата около 10 см. Для этого из тонкого листа нержавеющей стали сворачиваю конус и вставляю его в литниковое отверстие. Вставляется плотно, так как форма — резиновая и имеет некоторую мягкость.

Отливаю. Непроливов меньше, но все равно есть. Причем все время в одном и том же месте. Думал может в этом месте толщина резины маленькая и расплав как то слишком быстро остывает, контактируя через резину с алюминиевой рамкой. Подложил между рамкой и формой кусочки фанеры:

Особо лучше не стало.

Надо попробовать центробежное литье. Но об этом в следующий раз.

Источник



ЦЕНТРОБЕГ.РФ
Литьевой комплекс

Выпускаем на заказ оборудование для центробежного литья собственной разработки.
Комплекс предназначен для литья из ЦАМа и ПОСа (оловянных сплавов).

Комплекс центробежного литья в резиновые(силиконовые) формы в составе:
1. Литейная машина под формы диаметром 300 мм., цифровой регулятор числа оборотов 0-950 об/мин., ручное управление сжатием формы(редуктор, встроеный манометр), пневмопривод., 0.25 квт.
Цена — 250 000р.
2. Вулканизатор для форм с оправкой под два стандартных диаметром 300 мм (h -10 мм.) блина , цифровое управление температурой, управление сжатием форм ручное — домкрат 8 тонн.
Цена — 140 000р.
3.Печь плавильная объемом 3.5 литра 500 град. ,цифровой контроль температуры, предохранитель перегрева тэна. 2.5 квт.
Цена — 60 000р.
Стоимость комплекта 450 000 руб. включая обучение персонала.
Производительность комплекса, включающего в себя литьевую машину, плавильную печь и вулканизатор, составляет до 3500 изделий в смену и более.
Это завод на двух квадратных метрах. Применение — рыболовные снасти, сувениры, бижутерия, миниатюра, машиностроение и т.д.
Быстрая окупаемость.
Производство находится в Москве, поставки в любой регион.
Обучение. Консультации и сопровождение после продажи.

Читайте также:  Пиротехника от А до Я Энциклопедия пиротехники

Выпускаем литьевые комплексы с 2010 года.
Есть возможность демонстрации комплекса в работе на действующем производстве.
Выполняем заказы по литью из ЦАМа и ПОСа.

Источник

Оборудование для центробежного литья

В 1973 году на международной выставке удостоены медали машины для центробежного литья мод. ЛН102А, ЛН104А и машина для под давлением мод. ЛН3809. Положено начало выпуска целой гаммы таких машин различных модификаций.

Оборудование — машины с вертикальной и с горизонтальной осью вращения форм.

Литейная форма приводится в движение специальной машиной, называемой центробежной.

Различают машины с вращением формы вокруг вертикальной и горизонтальной (или наклонной) осей. Если диаметр отливки значительно меньше ее длины (трубы, гильзы, втулки), то ось вращения формы размещают горизонтально. Если же диаметр отливки больше, чем ее высота (колеса, шкивы, шестерни), то ось вращения располагают вертикально.

Металлические формы изложницы изготовляют из чугуна и стали. Толщина изложницы в 1,5…2 раза больше толщины отливки. В процессе литья изложницы снаружи охлаждают водой или воздухом. На рабочую поверхность изложницы наносят теплозащитные покрытия для увеличения срока их службы. Перед работой изложницы нагревают до 200°C.

В процессе получения отливок методом центробежного литья, залитый в форму металл подвергается действию центробежных сил. Развитие центробежных сил в металле достигается заливкой металла во вращающуюся форму или приведением формы во вращение непосредственно после заполнения ее металлом.

Форма приводится во вращение на специальных машинах для центробежного литья, которые изготовляют с различной осью вращения: вертикальной, горизонтальной и наклонной.

С горизонтальной осью вращения получают отливки в виде тел вращения различной длины. С вертикальной осью вращения получают отливки в виде тел вращения малой длины и фасонные. Формы приводятся во вращение машинами, называемыми центробежными (рисунок 1).

Рисунок 1 Схемы установок для центробежного литья

а- с горизонтальной осью вращения; б- с вертикальной осью вращения

1- желоб, 2- зажимы, 3- крышка, 4- изложница, 5- вал, 6- шкив 7- двигатель, 8- клиноременная передача, 9- корпус установки, 10- дверца, 11- тигель с расплавом

Рисунок 1 (а), при этом способе отливка формируется в поле центробежных сил и имеет свободную поверхность формы (изложница). Расплав из ковша 3 заливают во вращающуюся форму 5 через заливочный желоб 2. Расплав 1 растекается по внутренней поверхности формы и под действием центробежных сил образует пустотелый цилиндр. После затвердевания металла отливка 4 извлекается из формы.

Рисунок 1 (б), расплав из ковша 3 заливают в форму 5, укрепленную на шпинделе 6, приводимом во вращение от электродвигателя 7. В процессе вращения форма 5 расплав 1 под действием центробежных сил отбрасывается к ее стенкам и затвердевает.

После затвердевания расплава машину останавливают и извлекают заготовку.

Скорость вращения формы оказывает большое влияние на затвердевание и охлаждение отливки. При неправильном выборе скорости в формируемой отливке могут появиться специфические дефекты – спаи, трещины и ликвация (химическая неоднородность). Скорость вращения форм определяется из условий качества получаемых отливок и устанавливается тем большей, чем меньше диаметр отливки. Применяемые на практике скорости вращения колеблются от 250 до 1500 об/мин. Существуют различные формулы для расчета частоты вращения изложницы n (мин -1 ). Например, для машин с горизонтальной осью вращения частоту определяют по формуле:

Где ρ — плотность сплава отливки, кг/м 3 , r- внутренний радиус отливки, м.

Целесообразность применения центробежного литья определяется рядом его преимуществ:

· Экономией стержневых смесей, ввиду отсутствия стержня для получения полости в цилиндрической отливке отсутствием литников или уменьшением веса литниковой системы по сравнению с литьем в неподвижные формы.

· Большей плотностью и повышенными механическими свойствами получаемых отливок, возможностью получения более тонкостенных отливок из сплавов, обладающих низкой жидкотекучестью.

· Высокими технико-экономическими показателями производства.

К недостаткам центробежного литья относятся трудность получения качественных отливок из ликвирующих сплавов и невозможность получения отверстия точного размера в отливке, (диаметр отверстия зависит от количества залитого в форму металла).

По виду оси вращения:

· С горизонтальной осью вращения

· С вертикальной осью вращения

По типам подачи заливки металла:

Все сплавы, применяемые для центробежного литья, независимо от их основы необходимо разделить на четыре основные группы, применительно к которым должна строиться технология центробежного литья.

1. К первой группе относятся сплавы, кристаллизующиеся в широком интервале температур и образующие однородный твердый раствор. К числу таких сплавов относятся оловянистые бронзы с содержанием 5—8% олова, кремнистые бронзы с содержанием 3—5% кремния, алюминиево-никелевая латунь марки ЛАН59-3-2 и др.

2. Ко второй группе относятся сплавы, дающие однородный твердый раствор, но кристаллизующиеся в узком интервале температур, а также сплавы чисто эвтектического состава и технически чистые металлы, кристаллизующиеся при постоянной температуре. К сплавам этой группы относятся алюминиевые бронзы А5, А7, Бр. АЖ9-4, медно-цинко-вые латуни, кремнистая латунь ЛК80-Зл, марганцевистая латунь ЛМц 59-11, оловянистая латунь ЛО90-1, силумин эвтектического состава и др. Эта группа сплавов наиболее пригодна для центробежного литья, так как отливки из таких сплавов получаются наиболее качественными, в них отсутствуют усадочные раковины и поры без зональности в структуре.

Читайте также:  Уставной капитал проводки в таблице

3. К третьей группе относятся сплавы, кристаллизующиеся в широком интервале температур, но окончание кристаллизации происходит при постоянной эвтектической или перитектической температуре. К сплавам этой группы относятся оловянистые бронзы с содержанием 10—15% олова, алюминиево-кремниевые сплавы с содержанием до 8% кремния, сплавы алюминия с медью с содержанием 5—10% меди, оловяно-цинково-свинцовистые бронзы и др.

4. К четвертой группе относятся те сплавы, которые кристаллизуются с расширением или в которых удельный вес первично выпадающей фазы по удельному весу меньше остающейся жидкости независимо от интервала кристаллизации. К числу таких сплавов относятся заэвтектические силумины, баббиты, чугун и др.

По количеству позиций в машине:

· многопозиционные (карусельные машины)

По наличию встроенного охлаждения:

1. с охлаждением

2. без охлаждения

По способу привода:

Рассмотрим фирму ОАО « БЕЛНИИЛИТ » по разработки и поставке оборудования для литейного производства. Данная фирма имеет ряд машин для центробежного лить, предназначенных для изготовления тел вращения.

Основные виды оборудования:

· многопозиционные (карусельные машины)

Основные технические характеристики центробежного оборудования

представлены в таблице 1:

Таблица 1 — Технические характеристики

Машина для центробежного литья однороторная 4986А

Машина (рисунок 2) предназначена для производства мелющих шаров из чугуна и колец подшипников из стали с горизонтальной осью вращения кокиля. Основной принцип работы машины заключается в следующем:

  • кокиль центробежной машины разогревают газовыми горелками;
  • обе половинки кокиля окрашивают специальной теплоизоляционной краской, покрытие просушивают;
  • половинки кокиля смыкаются;
  • заливочный лоток вводится внутрь кокиля и производится заливка металла строго дозированной порцией;
  • лоток выводится из кокиля, а кокиль продолжает вращение до полного затвердевания отливок;
  • вращение центрифуги прекращается, отводится передний кокиль, извлекается куст отливок;
  • обе половинки кокиля очищаются от засоров и окрашиваются.
  • Цикл повторяется.

Рисунок 2- Машина для центробежного литья однороторная 4986А

Машина центробежная двухроторная модели 4986

Машина (рисунок 3) работает в полуавтоматическом режиме с ручной заливкой жидкого металла во вращающуюся металлическую форму (изложницу). Машина оборудована:

· пневматической системой выталкивания отливки (втулки) из изложницы в приемный лоток;

· трехступенчатой клиноременной передачей привода вращения изложницы;

· механизмом подвода и отвода приемного лотка;

· водяным охлаждением корпуса изложницы.

В конструкции изложницы предусмотрена возможность производства отливок с разным наружным диаметром путем использования съемных вкладышей, оформляющих наружную поверхность отливок.

Рисунок 3- Машина центробежная двухроторная модели 4986.

Ее технические характеристики показаны на таблице 2.

Таблица 2 – Техническая характеристика машины

Рассмотрим оборудование фирмой ООО «СпецТехСнаб». Машины для центробежного литья Модели 552-2, 553-2. Машины центробежные с горизонтальной осью вращения предназначены для отливки центробежным способом пустотелых цилиндрических заготовок (втулок) из медных сплавов и чугуна.

Конструкция машин предусматривает механизацию таких операций, как выталкивание отливки из изложницы, установку и снятие крышки изложницы, открывание и закрывание двери кожуха, подвод и отвод лотка для приема отливок, включение и выключение водяного охлаждения.

На машинах установлен преобразователь частоты MICROMASTER фирмы SIEMENS, для управления основным двигателем. Технические данные на таблице 3.

Машина центробежная двухроторная модели 4986.

Машина работает в полуавтоматическом режиме с ручной заливкой жидкого металла во вращающуюся металлическую форму (изложницу).

· пневматической системой выталкивания отливки (втулки) из изложницы в приемный лоток;

· трехступенчатой клиноременной передачей привода вращения изложницы;

· механизмом подвода и отвода приемного лотка;

· водяным охлаждением корпуса изложницы.

В конструкции изложницы предусмотрена возможность производства отливок с разным наружным диаметром путем использования съемных вкладышей, оформляющих наружную поверхность отливок. Технические данные на таблице 4.

Источник

Центробежное литье олова оборудование

Пользователь
Регистрация: 29.06.2017
Откуда: Саратов

Сообщений: 853
В друзьях у: 6
Голосов: 58 / 9

Администратор
Регистрация: 17.04.2008
Откуда: Москва

Сообщений: 396
В друзьях у: 2
Голосов: 74 / 3

Пользователь
Регистрация: 18.06.2018

Сообщений: 290
В друзьях у: 0
Голосов: 54 / 3

Пользователь
Регистрация: 24.07.2008
Откуда: Москва

Сообщений: 46
В друзьях у: 0
Голосов: 1 / 0

Интересная мысль. Она мне пришла в голову 12 лет назад.

Итог 1 год исследований и 10 000 смешных американских долларов.
Автор даже представить не может с какими проблемами пришлось столкнуться.

Приведу пример не самой сложной проблемки.
Чем отличается первый залив металла в форму от второго залива?
1 залив- льем в холодную резину- получаем непролив.
2 залив- льем в теплую резину(резина расширина от тепла в местах где был металл)
получаем -. Как компенсировать?

Так что если решите тормозной барабан и коллекторный ( я думаю автор пошутил на счет стиральной машинки,
а имел в виду высокомоментный сервомотор постоянного тока) ,то Ваш путь будет очень похож на мой.

Совет по доброму — купите бюджетный ,б.у., списанный, да какой угодно, но только чтобы не решать эти проблемы.

И еще . БОЙТЕСЬ материнских плат управления , это где на одной плате вобрано управление всеми узлами машины.

Источник