Производство отливок из алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы имеют высокую удельную прочность при нормальной температуре, высокие литейные свойства, хорошо противостоят коррозии в атмосферных условиях. Их высокая жидкотекучесть обеспечивает получение тонкостенных и сложных по форме отливок. Линейная усадка для большинства сплавов составляет 1,0—1,25 %. Сплавы имеют невысокую температуру плавления (550—650 °С). Для изготовления отливок в промышлен­ности используют пять групп алюминиевых сплавов (табл. П18).

Сплавы системы Al—Si (силумины) широко используются в авиационной, автомобильной, приборостроительной, машино­строительной, судостроительной и электротехнической промыш­ленности (АЛ2, АЛ9 и др.).

Сплавы алюминия с медью и кремнием (АЛЗ, АЛ6, АКМ4 и др.) широко используют в промышленности для изготовления деталей достаточной твердости и прочности, сохраняющих постоянство размеров в процессе эксплуатации и имеющих высокую чистоту обработанный поверхности.

Сплавы алюминия с медью имеют пониженные литейные свой­ства, малую коррозионную стойкость и недостаточную пластич­ность (АЛ7, АЛ19 и др.). Хорошо обрабатываются резанием, теплопрочны.

Сплавы алюминия с магнием (АЛ8, АЛ13 и др.) обладают малой плотностью, высокой коррозионной стойкостью и прочностью. Их применяют для сильно нагруженных деталей. Однако они плохо работают при повышенных температурах.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ЛИТЬЯ

В современном литейном производстве все более широкое приме­нение получают специальные способы литья: в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в металлические формы (кокили), центробежное литье и др. Эти способы позволяют получать отливки повышенной точности, с чистой поверхностью, минимальными допусками на механическую обработку (иногда и без механической обработки). Механизация и автоматизация технологического про­цесса изготовления отливок обеспечивают хорошее качество от­ливок, высокую производительность труда, снижают их себестоимость.

Каждый специальный способ литья имеет свои особенности, определяющие области применения и экономическую эффектив­ность.

Литье в оболочковые формы

При этом способе детали получают в тонкостенных формах-обо­лочках, изготовленных из высокопрочных песчано-смоляных сме­сей. Толщина оболочки для мелкого литья составляет 8—10 мм, для среднего 12—15 мм. Форма состоит из двух оболочковых полу форм, соединенных по вертикальной или по горизонтальной линии разъема путем склеивания или при помощи скоб, струбцин. Для получения внутренних полостей в отливках при сборке формы в нее устанавливают сплошные или полые стержни. Расход смеси на­ходится в пределах 0,3—1,0 т на 1 т отливок. Отливки имеют на 40—50 % меньшие припуски на механическую обработку, чем в песчано-глинистой форме. Одновременно сокращаются затраты на обрубно-очистные операции. Способ применяется для изготовления отливок из черных и цветных сплавов массой до 200 кг с максимальными размерами до 950 мм. Наиболее эффек­тивно изготовление, таким образом, отливок массой 5—15 кг в ус­ловиях крупносерийного и массового производства.

Материалами для изготовления оболочек служат смоляные смеси горячего отверждения. Наполнитель — мелкозернистый кварцевый песок — должен иметь минимальное содержание глины; с увеличением содержания глины повышается расход смолы — связующего. Для повышения термохимической устойчивости в смесь иногда добавляют хромомагнезит. В качестве связующего широко применяют пульвербакелит — фенолоформальдегидная смола с добавками уротропина. Такая смола при 70—80 °С раз­мягчается, при 100—120 °С плавится, превращаясь в клейкую жидкость, покрывающую поверхность зерен песка тонкой плен­кой. При дальнейшем нагреве до 200—250 °С смола необратимо затвердевает, обеспечивая высокую прочность оболочковой формы. При нагреве выше 400—450 °С смола начинает выгорать, что приводит к снижению, а затем к полной потере прочности форм — оболочек.

Пульвербакелит — дорогой и дефицитный материал; вместо него используют и другие смолы. Формовочная смесь может быть неплакированной и плакированной. В неплакированной смеси смола находится в порошкообразном состоянии. В такую смесь вводят технологическую добавку — увлажнитель (например, керосин). Увлажнитель, смачивая зерна песка, устраняет пылеобразование при приготовлении смеси и выдувание порошкооб­разной смолы при получении оболочек на пескодувных машинах, а также расслоение смолы при формовке в установках с опроки­дывающимся бункером.