Технологічний процес лиття - це спосіб отримання заготовок або деталей за допомогою заливки розплавленого металу в робочу порожнину ливарної форми. У ливарній формі метал твердне і охолоджується, в результаті чого формуються геометрична форма, розміри, якість поверхні, мікроструктура і основні фізико-механічні властивості виробу, званого відливанням. При цьому зовнішні обриси виливки визначаються робочою порожниною форми, а внутрішні утворюються фасонними вставками, званими стрижнями [2]. Після затвердіння і охолодження виливок з форми витягають і піддають фінішної обробки.
Схема ливарного виробництва
Відповідно до методології SАDT [3] загальна функціональна модель технологічних процесів виготовлення виливки (схема ливарного виробництва) представлена на рис. 1.2, 1.3.
Процесу виготовлення виливки передують (рис. 1.3) такі етапи життєвого циклу, як вибір способу лиття, розробка креслення виливки, розробка технологічного процесу лиття (ТП), розробка технічних завдань (Т3) і проектування засобів технологічного оснащення (СТО), виготовлення СТО - то є необхідною технологічного оснащення та обладнання.
Технологічний процес виготовлення виливки в загальному вигляді включає (рис.1.3) наступні основні етапи. плавку рідкого металу, виготовлення (або підготовку, якщо форма багаторазова) ливарної форми, заливку металу, витримку металу в формі для затвердіння і охолодження, вибивання (або витяг) виливки з форми, фінішну обробку виливка.
Для заливки розплавленого металу в ливарну форму застосовують (рис.1.6) розливні Чайникова (чавун, кольорові метали), барабанні (чавун) або стопорні ковші (сталь).
Відповідно до ГОСТ 18169 ливарна форма - це система елементів, що утворюють робочу порожнину, при заливці якої розплавленим металом формується виливок. Ливарна форма, яка використовується для заливки розплавленим металом лише один раз і руйнована при добуванні виливки, називається разової. Ливарна форма, яка використовується для заливки розплавленим металом більш ніж один раз, називається багаторазової.
Найбільше застосування в ливарному виробництві (до 90%) мають разові піщані форми. Інші разові форми мають обмежене застосування.
Після затвердіння і охолодження до заданої температури виливок з форми витягується або шляхом руйнування форми (разова форма), або за допомогою розкриття форми і виштовхування виливки (багаторазова форма). Процес вилучення виливки з разової форми називається вибиванням. Ливарні стрижні в процесі вибивання відливок або руйнуються (разові стрижні), або витягуються з виливки для повторного використання (багаторазові стрижні).
Далі виливок охолоджується на повітрі до кімнатної температури і надходить на фінішну обробку, яка включає відділення від виливки літніковойсистеми (відбиття, газове різання, обрубка, механічна різання), очистку (Галтувальний барабан, дробеструйная очищення, Дробеметная очищення та ін.), Зачистку ( живильників, задирок і запив) абразивним кругом.
Далі виливки проходять контроль (від візуального до ультразвукового і рентгенівського) і, як правило, фарбуються (грунтовка).
Готові виливки (литі заготовки, лиття) надходять в механічні та інші цехи для розмірної обробки.
Рис 1.4. Загальна функціональна модель технологічних процесів виготовлення виливки: діаграма А6 - виготовити виливок обраним способом (основні етапи, сутність процесу лиття)
Рис 1.5. Устаткування для плавки металу:
а) вагранка (1 - копильник, 2 - шлаковая річка, 3 - річка для металу, 4 - перехідна річка, 5 - днище, 6 - колони, 7 - опорне кільце, 8 - Лещадь, 9 - горн, 10 - фурма, 11 - повітряна коробка, 12 - вогнетривку цеглу, 13 - кожух, 14 - завантажувальний майданчик, 15 - чавунний «цеглина», 16 - завантажувальний вікно, 17 - завантажувальний кран, 18 - іскрогасник, 19 - баддя, 20,21 - робоча калоша.
Мал. 1.5. Устаткування для плавки металу (продовження):
б) дугова електропіч для плавки сталі або чавуну (1 - вогнетривку цеглу, 2 - жолоб, 3 - шихта металева, 4 - кожух, 5 - стінка, 6 - звід, 7 - кабель, 8 - Електродотримачі, 9 - електрод, 10 - робоче вікно, 11 - механізм нахилу, 12 - подина).
в) індукційна електропіч високої частоти (1 - водоохолоджуваний індуктор, 2 - металева шихта, 3 - графітовий або набивної чаша).
Мал. 1.6. Розливні ковші: а) сифонний (Чайникова) ківш (1 - сифонная трубка); б) стопорний ківш (1 - пробка, 2 - стакан, 3 - складальна трубка, 4 - важіль); в) барабанний ківш (1 - горловина, 2 - штурвал)