Литье металлов

ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ

Литейное производство - это получение фасонных отливок с помощью заливки жидкого металла (сплава) в формы. Роль литья в современном машиностроении очень велика. Около 40 % (по массе) деталей к машинам и механизмам и до 80 % к металлообрабатывающим станками изготавливают способом литья. Литьем можно получить детали любой формы и массы - от нескольких граммов до сотен тонн с толщиной стенок от десятых долей миллиметра до нескольких метров.
Литье является очень древним способом обработки металлов. Как показывают археологические раскопки, еще7000 лет назад в Египте и Вавилоне получали бронзовые отливки в каменных формах. Высокохудожественные литые изделия для украшения домов, храмов и дворцов изготавливали древние греки и римляне.
В Древней Руси русские мастера из меди отливали стрелы, наконечники копий, котлы, ступы и многие другие изделия, а позднее в Московском государстве - медные и чугунные пушки. Наиболее ценные образцы русского литейного искусства были выполнены мастерами А.Чоховым, отлившим в 1586 году знаменитую Царь-пушку (около 40 т), и И.Ф. И М.И. Маториными, отлившими в 1735 г. не менее известный Царь-колокол (около 200 т). Непревзойденной по своим художественным достоинствам отливкой является бронзовый памятник Петру I в Ленинграде, имеющий толщину стенок в верхней части всего 7,5 мм.
Наиболее распространенными литейным сплавом является чугун. Отливки из чугуна составляют около 75 % (по массе) от общего количества отливок из всех других сплавов, что объясняется дешевизной и простотой их изготовления.
Заготовка расплавленного чугуна для литья производится в вагранке, представляющей собой цилиндрическую шахтную печь диаметром до 3 м и высотой до 5 м. Снаружи она имеет кожух, сделанный из стальных листов и выложенный внутри огнеупорным кирпичом. Сверху через завалочное окно вагранку послойно заполняют шихтой, т.е. топливом (коксом), чугунными чушками, железным ломом и флюсом, состоящим из известняка и некоторых других веществ. Через отверстия, называемые фурмами, в вагранку специальным вентилятором вдувают нагретый воздух, необходимый для горения кокса. При сгорании кокса чугун плавится и перегревается выше температуры плавления (1150° С) - до 1400-1450° С, что придает ему хорошие литейные свойства и придохроняет от преждевременного застывания при разливки в формы. Образующиеся газы выходят через дымовую трубу. На 1 т годного литья расходуется около 270 кг кокса.
Расплавленный чугун собирается в нижний части печи-горне, заполненным коксом, который поддерживает всю массу шихты, но в процессе горения не участвует. В определенные моменты чугун через летку выливается в ковш, а из него попадает в разливочные формы. Примеси, загрязняющие металл, соединяются с флюсами, образуя шлак, который удаляется из печи через летку и используется в качестве строительного материала или сырья для производства цемента.
Для отливки какой-нибудь детали сначала изготовляют из дерева или металла ее модель (копию). С помощью модели в формировочной земле, состоящий из смеси песка, глины и некоторых связующих веществ, образуют полость (форму), отображающую внешние очертания отливаемой детали. Внутренние же углубления, впадины и отверстия получают при помощи стержней, которые тоже изготавливают из формировочной земли и укрепляют в этой полости.