Введение

Завод по производству металлических отливок – металлолитейный завод. Литейный завод – это предприятие, производящее металлические отливки. Металлы отливаются в форму, расплавляясь в жидкое состояние, заливаясь в форму и удаляя материал формы после затвердевания металла в процессе охлаждения. Наиболее часто используемыми металлами являются алюминий и чугун. Однако в литейных производствах также применяются другие металлы, такие как бронза, латунь, сталь, магний и цинк, для изготовления отливок. Этот процесс позволяет создавать детали необходимой формы и размера. Литейные заводы вносят значительный вклад в движение по переработке производственных отходов, переплавляя и перерабатывая миллионы тонн металлолома ежегодно для производства новых долговечных изделий. Более того, многие литейные предприятия используют песок в процессе формования. Эти заводы часто используют, восстанавливают и повторно используют песок, что также является формой переработки.

Процесс

В металлообработке литье заключается в заливке жидкого металла в форму, содержащую полость нужной формы, и последующем охлаждении и затвердевании металла. Затвердевшая деталь также называется отливкой, которую извлекают или выбивают из формы для завершения процесса. Литье чаще всего применяют для изготовления сложных форм, которые было бы трудно или экономически невыгодно производить другими способами.

Изготовление форм

В процессе литья изготавливается модель в форме желаемой детали. Простые изделия могут быть изготовлены из цельного куска или сплошной модели. Более сложные изделия изготавливаются из двух частей, называемых разъемными моделями. Разъемная модель имеет верхнюю часть, называемую формой (cope), и нижнюю часть, называемую опокой (drag). Как в цельных, так и в разъемных моделях могут быть установлены стержни для завершения окончательной формы детали. Стержни используются для создания полых областей в форме, которые иначе было бы невозможно получить. Линия разъема между формой и опокой называется плоскостью разъема. При изготовлении модели рекомендуется делать скосы на краях, чтобы модель можно было извлечь, не разрушив форму. Это называется уклоном. Обратным уклону является поднутрение, когда часть модели находится под материалом формы, что делает невозможным извлечение модели без повреждения формы. Модели изготавливаются из воска, дерева, пластика или металла. Формы создаются различными способами, в зависимости от типа литейного производства, металла, который будет заливаться, количества изготавливаемых деталей, размера отливки и ее сложности. Эти процессы изготовления форм включают в себя:
Литье в песчаные формы – песчаная форма, связанная глиной или смолой. Литье по выплавляемым моделям – полистирольная модель с формой из смеси керамики и песка. Литье по прецизионному методу – восковая или аналогичная выжигаемая модель с керамической формой. Литье в керамические формы – гипсовая форма. V-процесс литья – вакуумная формовка с использованием термопластичного материала для создания песчаных форм. Не требуется влага, глина или смола. Давление литья – металлическая форма. Литье слитков – простая форма для производства металлических слитков, обычно для использования на других литейных заводах. Литье в земляные формы – наращиваемая форма, используемая для отливки крупных объектов, таких как пушки, цилиндры паровых двигателей и колокола.

Наливание

В литейном цехе расплавленный металл заливают в формы. Заливку можно осуществлять под действием силы тяжести, либо она может быть выполнена с помощью вакуума или газа под давлением. Многие современные литейные цехи используют роботов или автоматические машины для заливки расплавленного металла. Традиционно формы заливали вручную ковшами.

Попробуй .

Затем затвердевший металлический компонент извлекают из формы. Если форма песчаная, это можно сделать путем встряхивания или перекатывания. Это отделяет отливку от песка, который все еще прикреплен к литникам и питателям – каналам, по которым расплавленный металл поступал к самому компоненту.

Отражение

Дегазация – это удаление литников, боковых отводов, ворот и стояков из отливки. Боковые отводы, ворота и стояки могут удаляться с помощью режущих горелок, ленточных пил или керамических отрезных дисков. Для некоторых типов металла и определенных конструкций литниковой системы литник, боковые отводы и ворота можно удалить, отламывая их от отливки кувалдой или специальным нокаутером. Стояки обычно удаляют методом резки (см. выше), но некоторые новые методы удаления стояков используют нокаутеры со специальной конструкцией в области шейки стояка, позволяющей отламывать его в нужном месте. Литниковая система, необходимая для получения отливок в форме, образует остатки металла, включая литники, стояки и литниковый стакан (иногда все это вместе называют литником), которые могут составлять более 50% металла, необходимого для заливки полной формы. Поскольку этот металл необходимо переплавлять как вторсырье, выход конкретной конфигурации литниковой системы становится важным экономическим фактором при проектировании различных литниковых схем, чтобы минимизировать стоимость избыточного литника и, следовательно, общие затраты на плавку.

Тепловая обработка

Тепловая обработка – это группа промышленных и металлообрабатывающих процессов, используемых для изменения физических, а иногда и химических свойств материала. Наиболее распространенное применение – в металлургии. Тепловая обработка также применяется при производстве многих других материалов, таких как стекло. Тепловая обработка включает в себя использование нагрева или охлаждения, как правило, до экстремальных температур, для достижения желаемого результата, например, упрочнения или смягчения материала. Методы тепловой обработки включают отжиг, цементацию, упрочнение осаждением, отпуск и закалку. Хотя термин «тепловая обработка» применяется только к процессам, где нагрев и охлаждение выполняются специально для преднамеренного изменения свойств, нагрев и охлаждение часто происходят попутно в ходе других производственных процессов, таких как горячая формовка или сварка.

Очистка поверхности

После дегазации и термической обработки на отливке могут оставаться прилипшие частицы песка или других формовочных материалов. Для удаления этих остатков поверхность очищают методом дробеструйной или пескоструйной обработки. Это подразумевает направленное воздействие на поверхность отливки абразивного материала, который механически удаляет прилипший песок. Абразив может подаваться потоком сжатого воздуха или разбрасываться с помощью дробеструйного колеса. Абразивный материал ударяет по поверхности отливки с высокой скоростью, отслаивая остатки формовочного материала (например, песок, шлак). Для очистки литых поверхностей могут использоваться различные материалы, такие как сталь, чугун, другие металлические сплавы, оксид алюминия, стеклянные шарики, скорлупа грецкого ореха, пищевая сода и многие другие. Выбор абразивного материала определяется необходимостью придания отливке определенного цвета и степени отражения. Этот процесс также известен как очистка, дробеструйная обработка и пескоструйная обработка. Для дополнительного упрочнения и финишной обработки поверхности может применяться дробеструйная обработка с упрочнением.

Завершение

Последний этап процесса литья обычно включает шлифовку, шлифование или механическую обработку компонента для достижения требуемой размерной точности, физической формы и качества поверхности. Удаление оставшегося литникового остатка, называемого литником, обычно выполняется с помощью шлифовальной машины или сандали. Эти процессы используются, поскольку скорость удаления материала достаточно низкая для контроля объема удаляемого материала. Эти операции выполняются перед любой окончательной механической обработкой. После шлифовки механической обработке подвергаются поверхности, требующие точного соблюдения размеров. Многие отливки обрабатываются на станках с ЧПУ. Это связано с тем, что эти процессы обеспечивают более высокую точность и повторяемость размеров по сравнению с многими процессами литья. Однако сегодня часто отливки используются без механической обработки. Некоторые литейные предприятия предоставляют дополнительные услуги перед отправкой продукции клиентам. Обычно отливки окрашивают для защиты от коррозии и улучшения внешнего вида. Некоторые литейные предприятия собирают отливки в готовые машины или подсистемы. Другие литейные предприятия сваривают несколько отливок или кованые металлы вместе для создания готового изделия. Все чаще для выполнения отделочных операций используются роботы, что устраняет необходимость в ручной шлифовке или удалении литниковых каналов, прибылей и стержней. Машины снижают риск травматизма работников, сокращают затраты на расходные материалы и повышают производительность. Они также минимизируют вероятность человеческой ошибки и повышают стабильность качества шлифовки.

Моделирование процесса литья

Моделирование процессов литья использует численные методы для расчета качества литых деталей, учитывая заполнение формы, затвердевание и охлаждение, и обеспечивает количественное прогнозирование механических свойств отливки, термических напряжений и деформаций. Симуляция позволяет точно оценить качество отливки до начала производства. Система литья может быть спроектирована с учетом требуемых свойств детали. Это дает преимущества, помимо сокращения количества опытных образцов, поскольку точная компоновка всей литейной системы также приводит к экономии энергии, материалов и оснастки. Программное обеспечение поддерживает пользователя на всех этапах – от проектирования детали и определения технологии плавки и литья до изготовления модельной оснастки и литейных форм, термической обработки и финишной обработки. Это позволяет снизить затраты на протяжении всего процесса производства отливок. Моделирование процессов литья было впервые разработано в университетах в начале 1970-х годов, преимущественно в Европе и США, и признано важнейшей инновацией в технологии литья за последние 50 лет. С конца 1980-х годов стали доступны коммерческие программы (такие как PoligonSoft, AutoCAST и Magma), которые позволяют литейным предприятиям получить новые знания о процессах, происходящих внутри формы или изложницы во время литья.