Литейное производство

Картина Педера Северина Кройера, изображающая литейное производство.

Ручная заливка металла в изложницу (форму)

Литейное производство — отрасль машиностроения (производства), занимающаяся изготовлением фасонных деталей и заготовок путём заливки расплавленного металла в изложницу (форму), полость которой имеет конфигурацию требуемой детали (изделия).

История

Способ получения изделий путём литья их из металла известен уже более пяти тысяч лет. Первыми отливками были несложные предметы домашнего обихода и украшения, отливаемые из меди и бронзы: котлы, рукомойники, серьги, кресты, кольца и так далее.

В процессе литья, при охлаждении металл в форме затвердевает и получается отливка — готовая деталь или заготовка, которая при необходимости (повышение точности размеров и снижения шероховатости поверхности) подвергается последующей механической обработке. В связи с этим перед литейным производством стоит задача получения отливок, размеры и форма которых максимально приближена к размерам и форме готовой детали. В машинах и промышленном оборудовании от 50% до 95% всех деталей изготовляют способом литья в формы.

Для изготовления отливок в разовых песчаных формах необходима специальная литейная оснастка, от конструкции и качества которой в значительной мере зависит качество и трудоёмкость производства литья.

Литейная оснастка по своей роли в процессе изготовления отливок подразделяется на формообразующую (основную) и универсальную (вспомогательную).

Формообразующая оснастка представляет собой модельный комплект, в который входят: модели, стержневые ящики, элементы литниковой системы, модельные плиты, шаблоны для изготовления форм и стержней.

Модель — приспособление для получения внутренних рабочих поверхностей в литейной песчаной форме, которые после заполнения расплавом образуют отливку.

Материалы

Изготовление литых изделий осуществляется из литейных сплавов, к которым относятся:

• Чугуны — серый литейный, ковкий и высокопрочный чугун
• Медные сплавы — латуни и бронзы.
• Алюминиевые сплавы.
• Стали — углеродистые и легированные.
• Магниевые сплавы.

Моделирование литейных процессов

Программное обеспечение для моделирования процессов литья предоставляет возможности для интерактивной и автоматизированной оценки результатов (например, скорости и характеристик заполнения и затвердевания формы, пористости, образовании микротрещин и других дефектов).

Симуляция процесса литья использует численные методы для расчета качества отлитых компонентов, учитывая заполнение формы, кристаллизацию и охлаждение, и обеспечивает количественное предсказание механических свойств отливки, термических напряжений и деформаций. Симуляция точно описывает качество отлитого компонента заранее, до начала производства. Отливочное оборудование может быть спроектировано с учетом требуемых свойств компонента. Это имеет преимущества не только в сокращении предварительного производственного тестирования, но и в точной компоновке всей системы литья, что также приводит к экономии энергии, материалов и инструментов.

Программное обеспечение поддерживает пользователя в проектировании компонентов, определении практики плавки и методов литья, а также в изготовлении моделей и форм, термической обработке и финишной обработке. Это позволяет сократить затраты на всем пути процесса литья.

Симуляция процесса литья впервые была разработана в университетах, начиная с начала 70-х годов, в основном в Европе и в США, и считается наиболее важным нововведением в технологии литья за последние 50 лет. С конца 80-х годов доступно различные варианты коммерческого программного обеспечения, которые позволяют литейным заводам получить новое представление о том, что происходит внутри формы или литейного инструмента во время процесса литья.

Ссылки

• Легированные стали.
• Магниевые сплавы.