Литье алюминия в песок

Литье алюминия в песчаные формы

Литье алюминия в песчаные формы наиболее широко применяют при производстве металлических отливок. Эта технология применяет разовые литейные формы из песка для отливки сложных деталей практически из любых металлических сплавов, в том числе, литейных алюминиевых сплавов. Поскольку, чтобы извлечь готовую отливку, песчаную литейную форму приходится разрушать, то литье в песчаные формы обычно имеет низкую производительность.

Технология литья алюминия в песчаные формы

Технология литья алюминия в песчаные формы включает применение:

  • плавильной (раздаточной) печи,
  • литейной модели и
  • песчаной формы.

Литейный алюминиевый сплав, сначала плавится в печи и затем с помощью разливочного ковша, часто, ручного, заливается в полость песчаной формы. Эта полость в литейной формы формируется с применением литейной модели отливки, часто, из дерева. После полного затвердевания металла песчаную форму разделяют вдоль плоскости разъема и извлекают затвердевшую отливку. Ниже эти технологические этапы литья в песчаные формы, в том числе, литья алюминия, рассмотрены более подробно.

Рисунок – Песчаная литейная форма

Литье в песчаные формы применяют для производства различных металлических компонентов со сложной геометрией. Эти отливки могут значительно различаться по размерам и массе – от сотни граммов до нескольких тонн. Именно литьем в песчаные формы производят многие алюминиевые литые детали и компоненты для автомобилей: блоки и головки цилиндров, коробки передач, корпуса агрегатов ходовой части и многое другое.

Технологический процесс литья алюминия в песчаные формы состоит из шести основных этапов.

Изготовление литейной песчаной формы

Первым шагом в технологии литья в песчаные формы является создание формы для литья. Песчаные литейные формы являются разовыми – одноразовыми, поэтому их изготавливают заново для каждой отливки. Песчаная форма формуется путем уплотнения песка в каждой из двух половинок формы. Песок набивается вокруг модели, которая является отпечатком наружной формы отливки. Когда модель извлекают, в форме остается полость, которая и будет формировать отливку.

Для формирования любых внутренних полостей отливки, которые не могут формироваться моделью, применяют отдельные компоненты формы, так называемые, стержни. Эти стержни изготавливают также из песка еще до начала формовки литейной формы.

Процесс изготовления песчаной литейной формы включает:

  • установку модели;
  • уплотнение песка;
  • удаление модели.

Длительность изготовления песчаной формы зависит от:

  • размера отливаемой детали;
  • количества стержней;
  • типа песчаной формы.

Если тип песчаной формы требует нагрева или запекания, то длительность ее изготовления значительно возрастает. Кроме того, на поверхности литейной формы часто накладывают смазку для того, чтобы было легче извлекать готовую отливку. Применение смазки облегчает также течение металла, а также повышает качество поверхности отливки. Смазку выбирают с учетом типа применяемого песка и температуры расплава.

Сборка песчаной литейной формы

Когда литейной форма изготовлена, ее подготавливают для заливки расплавленного металла. Поверхность литейной формы сначала смазывают, чтобы обеспечить свободное извлечение отливки. Потом устанавливают литейные стержни, верхнюю полуформу устанавливают на нижнюю и надежно соединяют их друг с другом. Это очень важно, чтобы две половинки литейной формы оставались надежно закрытыми, чтобы исключить любое протекание металла.

Заливка литейной формы

Металлический расплав, например, расплавленный литейный алюминиевый сплав, доводится в плавильной (раздаточной) печи до заданной температуры заливки. После того, как литейная форма закрыта, расплавленный металл можно подавать в разливочный ковш и заливать в литейную форму. Эта заливка может производиться, как вручную, так и с помощью механизмов и автоматики.

Количество металла в разливочном ковше должно быть достаточным для полного заполнения всех полостей и каналов литейной формы.

Охлаждение литейной формы

Расплавленный алюминий начинает затвердевать, как только он попадает в литейную форму. Когда все полости литейной формы заполнены и расплавленный алюминий полностью затвердевает, формируется заданная форма отливки. Литейную форму не открывают, пока не закончится заданное время ее охлаждения. Необходимую длительность охлаждения оценивают по толщине стенки отливки и температуре заливки металла.

Большинство возможных дефектов, которые могут быть в алюминиевой отливке, возникают в результате процесса затвердевания. Если расплавленный алюминий охлаждать слишком быстро, то на отливке могут возникать усадка, трещины или участки, недостаточно наполненные металлом.

Выбивка отливки из литейной формы

После того, как заданная длительность затвердевания истечет, песчаные формы просто разрушают и извлекают из них отливки. Этот этап называют выбивкой, потому что обычно он производится на специальных вибрационных или инерционных выбивных машинах, которые вытряхивают песок и отливки из опок. Обычно свежие отливки имеют на поверхности прилипший песок или оксиды, поэтому часто их подвергают дробеструйной обработке, чтобы удалить остатки песка, особенно с внутренних поверхностей, и снизить шероховатость поверхности.

Обрубка отливки

При охлаждении металла в литейной форме материал вспомогательных каналов литниковой системы затвердевает вместе с отливкой. Этот лишний материал удаляют с отливки вручную с помощью различных режущих инструментов, например, зубила, а также с применением специальных обрубочных машин. Трудоемкость этой работы зависит от размеров и сложности отливки. Отходы металла, которые образуются при операции обрубки, направляются на переплавку следующих партий отливок.

Читать еще:  Где используется алюминий

Простой способ литья из алюминия в домашних условиях

Когда мы слышим «литейное производство» это всегда ассоциируется с чем- то очень сложным, доступным только профессионалам. Но сегодня мы развеем этот миф и сами отольем деталь из алюминия. Это сможет сделать абсолютно каждый, не имея профессионального образования. Да, конечно есть в этом деле свои тонкости, как правило, они связаны с характеристиками металла, с которым нужно работать. Также алюминий можно паять без аргона.

Технические особенности алюминия

Алюминий считается одним из самых популярных металлов. С ним очень удобно работать, температура плавления 658 градусов. Обладает отличной тепло и электропроводностью, устойчив к коррозии.

Сегодня мы будем отливать крышку для водяного насоса машины.

  • Песок.
  • Алюминий.
  • Гипс.
  • Пластилин.
  • Силиконовая смазка.
  • Стальная проволока.
  • Конструктор lego или любой детский конструктор.

Необходимые инструменты для работы:

  • Токарный станок.
  • Шуруповерт.
  • Муфельная печь.
  • Сверло.
  • Пассатижи.
  • Гравер дремель.

Этап первый

Сломанный насос делим на две секции с помощью пластилина. Для этого нам понадобятся перегородки из пластилина, они используются для разделения патрубков на две части. Лишний пластилин на стыке детали убираем ножиком.

Форма, которую мы будет делать, состоит из трех секций. Прежде чем заполнить первую секцию смесью, смажем ее разделителем. Разделитель можно сделать из подсолнечного масла и стеарина. Теперь переходим к конструктору. Все пустые места в конструкторе залепим пластилином.

Перегородки из пластилина на насосе прикрепим к бортикам конструктора. Необходимо, чтобы конструкция была герметична, иначе смесь может вытечь за пределы конструктора. В таком случае придется все начинать сначала.

Готовим саму смесь. Размешиваем в емкости гипс и песок в пропорции 1:1. Песок можно использовать речной или кварцевый, оба варианта подойдут. Гипс мы взяли марки Г- 16, это обычный художественный гипс для скульптур. Добавляем воду до тех пор, пока не получится довольно густая текущая смесь, напоминающая нежирную сметану. Первую секцию конструкции зальем смесью, постучим по бортикам конструктора, для равномерного распределения смеси и подождем затвердевания.

Прежде чем начать заливать вторую секцию, необходимо убрать пластилиновую перегородку. Теперь патрубки насоса разделим перегородками. Не забудем смазать разделителем деталь и перегородки.

Зальем следующую вторую секцию смесью, также постучим по стенкам конструктора, для равномерного распределения. Разберем опалубку из конструктора. В получившемся изделии сделаем пару отверстий, с помощью сверла 10 миллиметров. Это своеобразные замки, не дающие сместиться секции номер три относительно первой и второй.

Соединим две получившиеся формы, вставим заготовку. Восстановим опалубку из конструктора. В данном вопросе конструктор незаменимая вещь, из него можно создать любую форму. Смажем разделителем форму. Прибавим сверху один ряд конструктора. Это будет заготовка для третьей секции.

Все мы закончили с заливкой формы. Теперь необходимо очень аккуратно разобрать конструкцию.

Соберем снова первую и вторую секцию и отметим место для литья. Для этого нужно просверлить отверстие диаметром 15 миллиметров. Этого будет достаточно.

Теперь нужно собрать все три формы вместе и скрепить их проволокой.

Второй этап

Обжиг заготовки в муфельной печи. Устанавливаем режим обжига в 350 градусов, необходимо 5 или 6 часов для обжига. По прошествии шести часов вынимаем форму из печи. В данном случае охлаждение не требуется. В печь отправляем плавиться алюминий. Алюминий используется марки АЛ- 9. Это самая подходящая марка алюминия, отлично подходит для отливки изделий. Дно ведра наполняем песком и ставим туда горячую форму. На отверстие для литья устанавливаем литник. Его можно изготовить из песка и жидкого стекла. Заполним ведро песком до границы с литником. В данном случае хорошо подойдет крупный песок, в нем не образуется конденсат, в отличие от мелкого песка. Можно приступать к литью. Все подготовительные этапы выполнены. Не забудьте убрать оксидную пленку перед началом процесса. Часть литника посередине нужно прогреть горелкой. Так металл лучше усядется.

Пришло время разбить конструкцию.

Как мы видим, форма отлично пролилась. Конечно, есть следы от стыков, но это не проблема, их легко можно убрать с помощью дремеля. Литник можно убрать, готовимся к токарной обработке изделия.

Третий этап

В патрубках нужно просверлить отверстия и нарезать резьбу.

Теперь осталось только зачистить следы от стыков. Для этого мы используем дремель и фрезы для металла.

Если нужно снять много слоев металла, то лучше использовать эмульсию. В таком случае пыль и стружка не будут разлетаться по всему помещению. Высверлим отверстия для крепежа в крышке насоса.

Наша заготовка полностью готова. Изделия получились практически неотличимы друг от друга. Только наша деталь сделана из алюминия и прослужит хозяину долгую службу. Этот способ литья довольно простой и им может воспользоваться практически каждый. Надеюсь вам помогла данная инструкция, удачи в начинаниях.

Читать еще:  Можно ли припаять медь к алюминию

Нужен совет, плавка алюминия, литьё.

Проффэсор написал :
Имею Энное количество алюминия ( корпуса от HDD) Хочу переплавить, сделать заготовки. Нужен совет.

Если полазить по сайту ” > , то много интересного можно обнаружить.
Дядечка буквально из ничего, из придорожного хлама делает и печи, и горны, и станки.

Давно дело было, понадобился кусочек алюминия размером со спичечный коробок, а нигде найти не могли. Дык просто взяли провода, какие-то кусочки алюминиевых (или сплавов) деталей и в обычную консервную банку. Как раз баню топить начали, ну и банку в печь поставили. Формой послужил глинозём, набрали его в коробочку, спичечным коробком сформировали углубление. Расплавилось довольно быстро, банку зацепил плоскогубцами и потихоньку залил. Остыло, лишнее отпилили, небольшую воронку сточили и получили требуемую заготовку.

Небольшая заметка про метод SMAILа, с картинками
” >

Босые ноги,- обязательное условие!

плавлю вторичный алюминий(поршни, картера, вобщем моторку) и отливаю в песок(кварц. песок, стекло , углекислота). в отливке получаются поры.Пробовал флюс покровно рафинирующий, таблетки дегазирующие, вводил таблетки модификаторы, даже рафенировал аргоном ни чего не помагло.Также делал двойную переплавку, тоже не помогло.подскажите что делать?

Литье под давлением с предварительной вакуумизацией (дегазацией) расплава.

PS пишут ” > что фильтрация помогла убрать раковины от шлака. Вообще: ” >

Илья вас написал :
отливаю в песок(кварц. песок, стекло , углекислота). в отливке получаются поры.

В железный чистый кокиль лили тоже с порами?

В детстве плавили в костре в консервной банке электрический провод .Отливали в гипсовые формы кукиши -дули . Типа брелки на ключи .Где то до сих пор валяется один .

Илья вас написал :
плавлю вторичный алюминий(поршни, картера, вобщем моторку) и отливаю в песок(кварц. песок, стекло , углекислота). в отливке получаются поры.Пробовал флюс покровно рафинирующий, таблетки дегазирующие, вводил таблетки модификаторы, даже рафенировал аргоном ни чего не помагло.Также делал двойную переплавку, тоже не помогло.подскажите что делать?

Какой обьем планируете переплавлять? Если много, тогда о печке позаботьтесь. Если разово и немного (пару-тройку килограммов) то возьмите толстостенный чугунный котелок (продаются на базарах, где мангалы, жаровни и прочее для дачных дел) они как правило, продаются с крышкой, набросайте туда обломки, и поставьте в тот-же шашлычный мангал на угли, с боков тоже обвалите углями. Поддувайте в угли воздух, чтоб угли светились красным светом – это примерно 800 градусов по цельсию. Примерно через сорок минут снимите крышку – все расплавится.
ИМЕЙТЕ В ВИДУ – АЛЮМИНИЙ НЕ МЕНЯЕТ ЦВЕТ ПРИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ – куча народу “потрогала” пальцем чистенькое белое железо – и визжала от ожога до кости.

Перед разливкой окисную пленку с поверхности просто снимите стальной кочергой, аккуратно, не замешивая ее в расплав.

Выливайте в форму с запасом – литейная усадка у него приличная, причем разная для разных сплавов.

К сожалению, при литье в землю от пористости вы не избавитесь никак. В самом лучшем случае не будет крупных раковин, но в обьеме все равно останутся мелкие поры – до 1 мм.

В железный чистый кокиль лили тоже с порами? == Да, там всегда поры имеются. Но в кокиль гарантированно получается ровная плотная поверхность, что связано с высокой скоростью охлаждения. растворенные газы просто не успевают выделиться при затвердевании, остаются растворенными.
На машинах непрерывного литься расплав алюминия просто льется в кристаллизатор, поливается там водой, и выходит столб алюминия – нету ни пор, ни усадки. Но эти столбы далее идут на экструзию профиля – там под давлением в наряженном состоянии растворенные газы не имеют никакого значения.

Корпуса винчестеров льются под давлением, потому они такие плотные. В вашем случае вам машину для литья под давлением не достать. А если достанете – то изготовление разьемной формы будет стоить очень много денег – самому не осилить.

Не зная диаметра нужного слитка, трудно советовать. но попробуйте лить в стальную форму. Типа высверленной в чугунине глухой дырки. За счет высокой скорости охлаждения поверхность точно будет идеальной.

Литье ХТС

Алюминиевое литье – процесс получения алюминиевых изделий способом заливки (литья) расплавленного металла в специальную форму. Такая форма получила название “литейной формы”. Рабочая часть литейной формы представляет собой полость, в которой жидкий металл охлаждается и затвердевает, получая вид конечного изделия. Алюминий обладает важным для литья свойством – жидкотекучестью, то есть способностью принять конфигурацию литейной формы. Жидкотекучесть зависит от свойств металла: химического состава и структуры. Известно, что хорошими литейными свойствами обладает не чистый металл, а его сплавы.

Известно множество видов литья алюминиевых сплавов, наиболее широкое применение получили:

  • литье в землю;
  • литье в формы ХТС (литье в песок);
  • литье в свободную металлическую форму (кокиль);
  • литье под давлением;
  • центробежное литье.
Читать еще:  Как варить алюминий инвертором

Литье в формы ХТС (формы на основе холодно твердеющей смеси) – относительно простой и технологичный способ изготовления отливок. Он позволяет изготавливать отливки со сложной плоскостью разъема формы и поднутрениями на поверхности. Поверхность получается с хорошим качеством, практически не требует дальнейшей обработки. Высокая точность позволяет давать минимальные припуски на механическую обработку, а многие поверхности получать сразу без обработки.

Литье в землю и литье ХТС

Ближайшая альтернатива литья в песчаные формы – литье алюминия в землю с очень низкой ценой за килограмм отливки. Многие заводы успешно применяют эту технологию. Она подходит для грубых заготовок, которые затем полностью обрабатываются (или когда качество не имеет значения). Обработка при литье в землю стоит дорого: припуски даются не менее 5мм (бывает до 40мм), обрабатываются практически все поверхности детали. Внедренная в металл смесь портит инструмент, в ходе обработки часто вскрываются поры и раковины. Иногда наполовину обработанную деталь приходится заваривать прямо на станке или отправлять в брак из-за вскрывшихся дефектов.

Литье в формы на основе ХТС позволяет получать точные и качественные поверхности. Часть поверхностей можно оставлять без обработки (если точности ЛТ4 и шероховатости от Rz80 достаточно). Там, где обработка необходима, припуски могут достигать 1-3 мм. Чем меньше в отливке “лишнего” металла, тем более технологичной она оказывается. Более легкая и тонкая отливка получается плотнее, поэтому вероятность вскрытия раковин и пор в ходе обработки ниже на порядок. Меньшая масса отливки позволяет устанавливать стоимость отливки близкой к стоимости литья в землю, хотя стоимость за килограмм литья будет разной.

Итоговая стоимость литой детали оказывается сопоставима, несмотря на то, что цена за кг при литье в формы ХТС выше, чем при литье в землю. А если учесть существенное снижение количества брака, сокращение часов на обработку детали и увеличение ресурса инструмента, для многих литых деталей этот вид литья оказывается выгоднее.

литье в землю (слева) литье в ХТС (справа)

Отличия литья в формы на основе ХТС от литья в землю:

  • нет наплывов и отклонений от линейных размеров;
  • можно получить чистовые поверхности без обработки (гидродинамические, рабочие поверхности пресс-форм, лопасти и т.д.);
  • на обрабатываемые поверхности даются минимальные припуски (2-5 мм);
  • литейные поры и раковины практически отсутствуют;
  • масса отливки ниже за счет меньших припусков и лучшего качества поверхности.

Оснастка для литья ХТС

Для литья в формы ХТС применяется опочная литейная оснастка из МДФ, модельных пластиков или композитных материалов. Для крупных серий используется оснастка из алюминия или других металлов. Модельная оснастка повторяет форму отливки с учетом литейной усадки. Ее изготовление на станках с ЧПУ и подбор технологии формовки позволяют получать криволинейные поверхности, не требующие дополнительной обработки. В результате получаются отливки с классом точности ЛТ3-ЛТ4, что соответствует погрешности в 0,2-0,5 мм. После пропитки упрочняющим составом модельная оснастка выдерживает несколько тысяч съемов. Простые формы состоят из двух полуформ. Для оформления внутренних полостей изготавливаются стержневые ящики.

Проектирование отливок и модельной оснастки должно выполняться опытными инженерами. Качественная оснастка позволяет избежать многих проблем в литье – начиная от пор и раковин, и заканчивая смещениями и другими дефектами формы.

Мы даем минимальные припуски на механообработку, тем самым снижая общий вес отливки. Для небольших деталей мы используем многоместную оснастку, это позволяет существенно сократить сроки и стоимость выпуска партии. При серийном выпуске мы изготавливаем дополнительные комплекты тиражной оснастки, чтобы максимально быстро и эффективно поставлять отливки.

Особенности литья ХТС

Литье в формы ХТС предполагает использование одноразовых форм из смеси песка, смолы и отвердителя. Кварцевый песок просеивается и прокаливается при температуре 1000С, что обеспечивает отсутствие посторонних включений и влаги.

Перед формовкой оснастка покрывается разделительным составом. Он обеспечивает легкое отделение оснастки от ХТС с сохранением формы детали. Все компоненты, входящие в состав формовочной смеси, перемешиваются в смесителе, затем смесь засыпается в опоки. В верхней полуформе устанавливаются прибыли и стояк для заливки металла. Смесь в опоках уплотняется на вибростоле и выдерживается в течение определенного времени.

После того, как смесь затвердеет, форму извлекают из опоки. Затвердевшая поверхность песка определяет форму отливки. Затвердевшие половинки форм собираются вместе. После сборки форма готова к заливке.

Как правило, заливается сразу несколько форм с одной плавки металла. Залитую форму выдерживают до тех пор, пока не завершится процесс кристаллизации металла. Затем форму вскрывают и выбивают готовую алюминиевую отливку.

Посмотрите отливки из алюминиевых сплавов, которые мы выпускаем.

Чтобы узнать больше, звоните +7 (495) 215-07-22

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector