Кокиль

 

 

 

Литье в металлические формы является одним из способов получения отливок с высокой  размерной точностью и частотой поверхности.

В металлические формы- кокили, металл заливается и отливки получаются от сотен до тысяч съемов отливок с одного кокиля..

Что такое кокиль

Кокиль, это металлическая многоразовая форма для получения  отливок в литейном производстве  повышенной точности и чистотой поверхности.

Металлическая поверхность  кокиля выполняется механическим резанием с большой точностью и высокой частотой поверхностью, поэтому отливки полученные литьем в кокиль получаются высокой размерной точностью и чистотой поверхности литья.

Материал кокиля способствует более быстрому затвердеванию и охлаждению отливки в кокиле, что способствует получению отливок с лучшими механическими свойствами.

Область применения

Применение кокильного литья в настоящее время, довольно широко распространено, так как не требует использования смесеприготовительного  отделения для приготовления формовочной смеси; не требуется использования опочного хозяйства и модельных комплектов, используется во всех сферах  машиностроения: автомобилестроении,  авиастроении, ракетостроении, для изготовления отливок  космических аппаратов и т.д., везде где требуются применение литых заготовок  с  размерной точностью и высоким качеством поверхности.

 

Материалы для изготовления кокилей

Рабочая поверхность кокиля в процессе работы подвергается воздействию высоких температур при соприкосновении с расплавленным металлом.  При заливке  металла  формообразующая поверхность быстро нагревается, а после извлечения отливки из кокиля быстро охлаждается. Поэтому материал из которого делается кокиль должен обладать хорошей теплопроводностью, иметь стойкость к образованию разгарных трещин и хорошо противостоять короблению. Больше всего  этим требованиям соответствует серый чугун, иногда применяется сталь. Чугунные кокили изготавливаются с минимальными  припусками на механическую обработку.

Для изготовления кокилей применяются чугуны с перлитно-ферритной структурой без следов структурно свободного цементита. Количество феррита в структуре не должно превышать 5-10 %. Примерный состав такого чугуна в %; С 3,4-3,6;Si  0,9-1,0; Mn 0.9-1.0;Р  0,15; S  0,06-0,08.

Ответственные части изготавливаются из сталей 30ХГСА,35ХГС,ЭИ69,ЭИ107; металлические стержни из сталей У7,У10, 30ХГСА.

 

 

Процесс изготовления кокиля

Exif_JPEG_420

Изготовление кокилей разделяется на несколько этапов. Для того, чтобы получить литые заготовки корпусов кокиля изготавливают деревянные модели, на которых предусмотрены припуски на механическую обработку. Далее выполняется формовка литых заготовок в песчаные формы и заливка их жидким металлом.  Заготовки кокиле сложной конфигурации выполняются литьем в стержня, также заготовки кокилей получают литьем под давлением и центробежным литьем, что обеспечивает получение кокилей высокой размерной точности. Далее  выполняется термическая обработка, для снятия литейных напряжений, далее производится механическая обработка литых заготовок кокилей согласно конструкторской документации, их сборка в соответствии со сборочным чертежом кокиля и проверка разметкой на соответствие геометрии формообразующих  поверхностей чертежам.

 

Процесс литья в кокиль

Процесс литья в кокиль состоит из нескольких этапов:

  1. Расплавление и доводка до нужного химического состава и температуры заливки требуемого сплава.
  2. Разогрев кокиля заливкой металла, требуется 5-10 заливок для достижения требуемой температуры формообразующих поверхностей кокиля, после извлечения отливок из кокиля их откидывают в брак.
  3. Заливка кокиля металлом, для получения годных отливок.
  4. Выдержка залитого металла в форме для затвердевания сплава.
  5. Открытие кокиля и извлечение отливки из кокиля.
  6. Осмотр полученной отливки, годные отливки складируются в тару для годного литья, отливки с дефектами откидываются в брак.
  7. Закрытие кокиля и далее опять заливка жидким металлом

 

Состав кокильных покрытий

Для увеличения долговечности кокилей применяются : огнеупорные облицовки и краски. Формообразующие поверхности кокиля покрываются  два- три раза в смену или по необходимости могут покрываться чаще, огнеупорной облицовкой слоем  0,1 – 1 мм и более, а краской покрываются перед каждой заливкой металлом. Составы покрытий смотрите ниже в таблице.

Краски для определения температуры кокиля

Состав огнеупорных облицовок

облицовок

 

Составляющие

 

Количество, в %

 

Область применения

При литье алюминиевых сплавов
1Окись цинка5Для мелких и средних отливок
Жидкое стекло2
вода93
2Молотый мел10То же
Тальк, прокаленный при  температуре 1000°С10
вода80
3Окись цинка5Для крупных отливок
Коллоидальный графит (серебристый)1,5
Жидкое стекло1,5
вода92
4Молотый мел15То же
Серебристый графит8
Жидкое стекло4
вода73
5асбопорошок7Для прибылей, литников,  каналов и больших поверхностей
Прокаленный тальк3
Окись цинка2
Жидкое стекло1,5
вода86,5
При литье магниевых сплавов
1Отмученный мел6Для мелких отливок
Борная кислота3
вода91
2Отмученный мел3Для крупных отливок
Борная кислота6
Окись магния7
вода84
3Прокаленный тальк10Для разных отливок
Борная кислота3,5
Жидкое стекло3
вода83,5
4Прокаленный тальк10Для больших и сложных отливок
Борная кислота6
вода84
5графит7То же
мел25,53
Борная кислота3,54
вода63,93
При литье медных сплавов
1Вареное масло96Для разных отливок
Порошкообразный графит4
2Вареное масло50То же
Зеленое мыло50
графитНебольшое количество
3Смазочное масло50То же
парафин50
При литье чугунных деталей

 

 

 

перед каждой заливкой кокиль необходимо покрывать облицовочными слоями и слоем ацетиленовой копоти

1маршалит100 гДля разных отливок
Жидкое стекло50 г
Вода1 л
2Каустический магнезит50 гТо же
Жидкое стекло30-50 г
вода1 л
3Хромовая руда100 гДля разных отливок
Жидкое стекло 50 г
Марганцовокислый калий0,3 г
вода1 л
4маршалит100 гДля больших и сложных отливок
Женная бура100 г
                         Жидкое стекло20 г
вода1 л
5сажа20 гТо же
Огнеупорная глина50 г
графит10 г
Жидкое стекло10 г
вода1 л
6маршалит25Для литниковой системы
Молотый шамот35
Огнеупорная глина25
Жидкое стекло15
водаДо густоты пасты
7Кварцевая мука100-150 гДля мелких и средних отливок
Жидкое стекло30-50 г
вода1 л
8Огнеупорная глина100-150 гТо же
Жидкое стекло30-50 г
Марганевокислый калий0,5 г
вода1 л
9Молоты шамот45-35Для крупных отливок
Жидкое стекло6
Марганевокислый калий0,5
вода30-40
10Молоты ферросилиций35-40Модифицированная паста для уменьшения отбела
графит30-35
Огнеупорная глина4-5
водаДо уд веса 1,75-1,8
11Кварцевая мука65Для заделки небольших трещин в кокиле
Огнеупорная глина35
Жидкое стеклоДо густоты замазки
12Железный сурик10 гДля отливок с отбеленной поверхностью
Машинное масло6 г
керосин2 г
бензин0,5 г
13Железный сурик7 гТо же
Молотый графит3 г
Машинное масло2 г
бензин0,5 г
При литье стальных деталей
1Молотый кварц63
Огнеупорная глина5,5
Жидкое мыло1,5
Вода 130
2маршалит5
Строительный цемент1,5
Сульфитный щелок                 в объемных

частях

1,5
вода4
3спиртовый лак50
керосин25-30
Обезвоженный мазут25-30
4Машинное масло  М или Т45- 50
Железный сурик (55-64 %)37-34
Маршалит10-15
керосин8-10

Состав красок для покрытия форм

краски

СоставляющиеКоличество, в %Область применения
При литье алюминиевых сплавов
1Молотый мел15-17Для покрытия рабочих поверхностей
Жидкое стекло0,6
водаостальное
2Окись цинка4-6То же, когда требуется повышенная частота поверхности отливки
Жидкое стекло1,5-2
водаостальное
3Молотый мел8-15Для покрытия рабочих поверхностей кокиля и металлических стержней, когда имеются глубокие полости и малые уклоны
Коллоидальный графит5-80
Жидкое стекло3-4
водаостальное
4Окись цинка4-5То же, когда требуется повышенная чистота поверхности отливки
Коллоидальный графит0,8-1,5
Жидкое стекло1,2-1,5
водаостальное
5Окись цинка2-3Для местного утепления
Жженый асбест6-7
Прокаленный тальк1-1,5
Жидкое стекло3-4
водаостальное
6Молотый мел8-10Для покрытия поверхности литниковой системы
Жженый асбест3-5
Жидкое стекло3-5
водаостальное
7Молотый мел8-10Для утепления литниковой системы
Жженный асбест27-29
Жидкое стекло5-7
водаостальное
8Коллоидный графит5-10Для покрытия трущихся поверхностей
водаостальное
При литье магниевых сплавов
1асбест13Для утепления, при покрытии прибылей и других элементов литниковой системы, наносится кистью
Борная кислота3,5
Жидкое стекло1,5
водаостальное
2Жженый асбест8Для утепления; при покрытии рабочих поверхностей мелких кокилей при тонкостенном литье
Окись цинка5
Борная кислота2,5
Жидкое стекло2,5
водаостальное
3асбест2Для утепления; при покрытии рабочих поверхностей крупных кокилей при тонкостенном литье
Тонкомолотый мел5
Борная кислота5
Жидкое стекло2,5
водаостальное
4Борная кислота5,5Для изоляции; при покрытии рабочих поверхностей форм тонкостенного литья
Коллоидальный графит1,8
Жидкое стекло2,7
водаостальное
5Белый тальк8,5Для изоляции; при покрытии рабочих поверхностей  мелких кокилей толстостенного литья
Борная кислота2,5
Жидкое стекло1,5
водаостальное
6Тонкомолотый мел8,5Для изоляции;  при покрытии рабочих поверхностей крупных кокилей толстостенного литья
Борная кислота2,5
Жидкое стекло2,5
водаостальное
7Коллоидальный графит5-10Для антифрикционности, при покрытии трущихся поверхностей
водаостальное
При чугунном литье
1Копоть ацетиленового пламени100Наносится поверх облицовки
2Ламповая сажа50 гПрименяется вместо ацетиленовой копоти
Жидкое стекло100 г
Огнеупорная глина50 г
Марганцевокислый калий0,5 г
вода1000 е
3Молотый кокс20
Уголь ПЖ20
Черный графит50
Огнеупорная глина5
Жидкое стекло5
водаДо уд.веса 1,25-1,35
4Газовая копоть нафталина100
5Растительное масло50Для тонкостенного литья
Угольная пыль50
6Газовая сажа75Для мелких и средних отливок
Растительное масло25
7Крепитель 4 ГУ100Для мелких и средних отливок

 

Плюсы и минусы процесса кокильного литья

Повторюсь еще раз. При получение отливок литьем в кокиль, получаются отливки более высокой точности по сравнению с литьем в песчаные формы, более гладкая поверхность, соответственно можно уменьшать припуски на механическую обработку, а в отдельных случаях возможно изготовление отливок без припуска на механическую обработку и с резьбой. Так же при кокильном литье отпадает необходимость в изготовлении формовочных смесей, нет необходимости в применении опок, увеличивается выход годного литья, увеличивается производительность на тех же площадях, что снижает затраты на производство, улучшение условий труда.

Недостатком кокильного литья является высокие затраты на изготовление оснастки. Недостаточно знаний для конструирования и и эксплуатации кокилей, нет удовлетворяющего требованиям получения годного литья расчета литниковой системы и режимов заливки кокилей металлом, в связи  этим освоение процессов  кокильного литья требует длительного времени. Освоение кокильного литья сопровождается повышенным  процентом брака отливок, Иногда требуется несколько раз изготавливать  новые  кокили до тех пор, пока не получатся отливки требуемого качества и низкого % брака.

Целесообразность применения кокилей зависит от конструкции и стойкости кокилей, должны быть простыми в изготовлении , иметь высокую стойкость, удобство в эксплуатации и иметь безопасность в работе.

Ориентировочная стойкость кокилей указана в таблице.

Кокильные машины

Машины для кокильного литья делятся на три типа: индивидуальные, карусельные и конвейеры., которые показаны на рисунках.

 

 

карусельная кокильная машина

Центробежная кокильная машина

 

Индивидуальный кокиль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технолог литейного производства предлагает сотрудничество: * предлагаю всем заинтересованным в получении качественного литья юридическим и физическим лицам консультации по решению проблем в литейном производстве Консультации по вопросам технологии литейного производства: * снижение потерь от брака, уменьшение газовых и засорных раковин *увеличение производительности труда на 5-15%, без вложения затрат, с помощью выявления потерь и изменения цепочки технологических потоков изготовления отливок * подбор оборудования для литейного производства * помощь в поиске изготовителей модельной оснастки для литейного производства — оговариваются индивидуально. *Помощь в оценке состояния литейного оборудования. *Помощь в подготовке производства при освоении отливок. *Размещение рекламы производителей литья, литейного оборудования, материалов и приспособлений для Литейного производства на данном сайте. Контакты: тел:89080593100 Евгений e-mail: liteika2007@yandex.ru