Литье в песчано-глинистые формы

Это самый древний вид литья. При всей внешней простоте диапазон особенностей этой технологии настолько широк, что простирается от примитивной простоты и дешевизны до тончайшего совершенства, имя которому искусство. Изготовление литейных форм по своей физической сущности аналогичную строительству норок ребенком в песочнице. Ребенок кладет одну ручку на песок, засыпает ее сверху песочком, желательно влажным, и утрамбовывает его второй ручкой. После утрамбовки песка ручку из него ребенок вытаскивает и там остается "норка", по размерам и форме напоминающая его засыпаемую песком ручку. В реальной технологии литья в землю вместо руки ребенка используется модель того изделия, которое будут отливать. Модели чаще всего изготавливают из дерева, реже- из пластмассы, еще реже- из металлических материалов. В подавляющем большинстве случаев модели приходится изготавливать разъемными, при этом плоскости разъема чаще всего совпадают с плоскостями симметрии изделий. Аналогичным образом изготавливают и модели литниковой системы- системы "каналов", по которой расплавленный материал будет поступать в литейную форму. Половинки моделей, включая модели литниковой системы, укладывают плоскостями разъема на модельную плиту, на которую ставят и опоку- своеобразный "ящик" без дна и крышки и эту опоку заполняют специальной песчано-глинистой смесью(формовочной смесью). Эту смесь утрамбовывают и опоки (верхнюю и нижнюю) с утрамбованной смесью вместе с половинками моделей переворачивают. Половинки моделей осторожно извлекают из утрамбованной смеси и в опоках остаются полуформы моделей и литниковой системы. Для получения литейных форм достаточно соединить верхнюю и нижнюю опоки плоскостями, которые лежали на модельной плите.

Пример получаемой конструкции литейной формы показан на рисунке

Подготовленная для заливки форма (литье в землю).

Если в отливке должны быть какие-либо полости, то в соответствующее место формы перед соединением опок вставляют так называемые стержни из специальной "стержневой" смеси. Эти стержни препятствуют заполнению расплавленными материалом той части формы, где должна быть полость. Очевидно, что форма и размеры стержня должны соответствовать форме и размерам той полости, которую мы хотим получить в отливке.

Процесс заливки металла.

После отверждения залитого в литейную форму материала и разрушения этой формы получаем изделие, показанное на рисунке

Готовая отливка.

Качественные отливки можно получить из тех конструкционных материалов, которые обладают хорошими литейными свойствами: прежде всего, высокой жидкотекучестью, малой усадкой, малой склонностью к образованию трещин и т.п. Для производства отливок чаще всего используют сплав черных металлов:

- серые, высокопрочные и ковкие чугуны

- углеродистые и легированные стали

- медные (бронзы и латуни), цинковые, алюминиевые и магниевые сплавы;

- сплавы тугоплавких металлов (титан, молибден, вольфрам)

В расплавленном состоянии металлы и сплавы могут поглощать значительное количество различных газов как из окружающей среды, так и из материала песчано-глинистых форм и стержней, что является причиной образования раковин и пористости. Поэтому расплавленный конструкционный материал перед его заливкой в форму целесообразно подвергать дегазации путем вакуумирования, а влажность форм и стержней должна быть предельно низкой.

Заполнение литейной формы расплавленным материалом производится из ковшей различного конструктивного исполнения. При этом очень важную роль играет температура расплавленного материала. Ее повышение улучшает жидкотекучесть материала и заполняемость литейной формы, но одновременно это повышает газонасыщенность и окисляемость материала, а также затрудняет процесс регулировки охлаждения материала в форме. В среднем рекомендуется заливать расплавленный материал при температуре на 100-150 градусов Цельсия выше температуры Ликвидуса.