Современное литейное производство

Являясь одной из наиболее древних технологий переработки материалов, литьё и ныне не теряет своей актуальности. Проектируются новые процессы и оборудование, совершенствуются приёмы повышения их экологической чистоты и точности.

Сущность и основы

На литейных предприятиях продукция получается в результате плавления исходного материала, последующей его заливки в форму, а затем затвердевания. Литейные цеха производят изделия широкого ассортимента: от компонентов двигателей до разнообразной тары пищевой промышленности. Литьём получают всю продукцию из чугуна, до половины алюминиевых деталей, до 20 % стальных изделий и т.д.

В основе всех литейных технологий лежит понятие жидкотекучести, когда материал, нагретый до температуры, превышающей температуру его плавления, превращается в высоковязкую жидкость. При этом должен соблюдаться эффект неразрывности её течения в необходимом направлении. Это даёт возможность формовать, в процессе затвердевания расплава, нужные заготовки.

Все литейные металлы обладают сложной структурой, поэтому на жидкотекучесть, оказывают влияние:

1. Вязкость.
2. Поверхностное натяжение.
3. Характер поверхностной оксидной пленки.
4. Наличие, содержание и состав включений.
5. Способ затвердевания.
6. Химический состав основного материала.
7. Физико-механические характеристики, прежде всего, удельный вес и температура плавления.

Жидкотекучесть устанавливается по результатам химических анализов и технологических проб применительно к конкретному материалу отливки.

Если ранее процесс течения жидкого металла был плохо управляемым, что приводило к различным дефектам литья – неравномерности структуры конечной продукции и пористости, то теперь ситуация изменилась. Чтобы производить отливки с оптимальным качеством и минимизировать издержки производства, освоены процессы компьютерного моделирования, в результате которых можно прогнозировать скорость потока и наличие различных охлаждающих эффектов. Именно они становятся причиной пористости литого продукта.

3-D моделирование позволяет регулировать:

• Вязкость расплава;
• Интенсивность охлаждения;
• Степень пористости.

Разрабатываемая технологом с учётом перечисленных факторов пространственная модель отливки позволяет ещё на стадии проектирования технологии оптимизировать дизайн детали (обеспечивая её оптимальную конфигурацию), конструировать литейную оснастку, а также создавать наилучшую последовательность выполняемых операций.

Технология литейного производства чёрных и цветных металлов

Литейные свойства материалов учитывают не только жидкотекучесть, но и уменьшение объёма, которое происходит в процессе охлаждения отливки. Такое явление называют усадкой; она составляет 1…3 % от первоначальных размеров. Поскольку все металлы анизотропны*, то различают линейную и объёмную усадку, которые определяют итоговый баланс металла. Первый параметр важен для отливок с увеличенным соотношением длины к ширине, а второй – для отливок сложной формы.

В процессе охлаждения металла в его структуре наблюдается ликвация – неоднородность зёрен, что обуславливается различными свойствами составляющих. Формируются также примеси и неметаллические включения. Ликвация негативно влияет на свойства конечной продукции, поэтому неоднородность структуры стараются уменьшать всеми приемлемыми способами. В частности, действующий ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов» ограничивает содержание фосфора, серы (а также их соединений – сульфидов и фосфидов), ряд газов – водород, кислород, а также количество шлаков, не выведенных из металла.

В зависимости от литейных свойств металлов принимается решение о выборе целесообразной технологии получения отливок. Различают свободное литьё в формы (песчаные или металлические), литьё под давлением, литьё выжиманием, центробежное литьё, а также комбинированные способы, например, жидкую штамповку.

Литьё под давлением

Литье под давлением используется для производства отливок ответственного назначения. Процесс требует использования специального оборудования, где металл плавится, а затем поступает в форму, где охлаждается и затвердевает.

Литье под давлением используется для изготовления тонкостенных деталей с большим количеством рёбер и поднутрений. Такие отливки применяют в бытовой технике, электроинструментах, деталях автомобилей и пр. Формы для литья под давлением не ограничиваются по сечению.

1. Возможность получения деталей со сложными формами и небольших размеров.
2. Высокое качество поверхности.
3. Повышенная (в сравнении с обычными литейными технологиями) точность.
4. Стабильность характеристик металла отливки.
5. Высокая производительность.

1. Высокая стоимость оборудования и оснастки.
2. Сравнительно небольшая стойкость инструмента.
3. Повышенный уровень первоначальных финансовых затрат.

Литьё под давлением оправдывает себя при значительных программах выпуска продукции, либо при повышенных требованиях к качеству готовых отливок (в частности, для исключения последующей механической доработки).

Технологический цикл для литья под давлением очень короткий, обычно от 2 секунд до 2 минут, он состоит из следующих четырех этапов:

• Зажима частей пресс-формы, при этом одна половина закрепляется на оборудовании, а вторая получает возможность скольжения по направляющим;
• Подачи расплава в закрытый объём пресс-формы. Объём впрыска определяется объёмом металла (с учётом его усадки), давлением и мощностью подачи;
• Охлаждения расплава в процессе контакта металла со стенками пресс-формы. В некоторых случаях усадку учитывают поджатием подвижной половины пресс-формы к поверхности затвердевающей детали;
• Удаление сформированной отливки из оснастки, время которого рассчитывается, исходя из термодинамических свойств материала и максимальной толщины стенки детали.

После цикла литья под давлением обычно требуется некоторая пост-обработка. Так, при охлаждении часть материала, находящегося в каналах формы, затвердевает. Этот избыточный металл должен быть обрезан с помощью резаков. При необходимости его можно добавлять в расплав, используя для литья следующей партии продукции.

Литьё выжиманием

Технология используется в случае, когда требуется постоянная компенсация усадки материала, и применяется для литья крупных отливок с тонкими стенками. Для этого подвижная полуформа получает принудительное перемещение по направлению к поверхности расплава – вращением, винтовым или плоско-параллельным движением. Последовательность переходов такова. Металл заливают в нижнюю часть формы, далее перемещают подвижную её часть до контакта с расплавом, при этом излишек сливается в приёмный ковш установки. Поскольку между ним и основным металлом поддерживается постоянный тепловой контакт, то потери тепла минимальны, и физико-механические параметры материала равномерны во всех сечениях. Возрастает и коэффициент заполнения формы. После затвердевания подвижная полуформа перемещается в исходное положение, а готовая отливка выталкивается из полости.

1. Повышенная структурная однородность отливки.
2. Высокая равномерность физико-механических характеристик материала.
3. Высокая производительность процесса.

В основном литьё выжиманием используется для получения продукции из алюминиевых литейных сплавов.

Оборудование и формы

В качестве плавильного оборудования в литейных производствах предусматриваются дуговые или индукционные электропечи. Вид оборудования определяется металлами, с которыми работает литейный цех/участок: электродуговые печи идеально подходят для работы со сталью или чугуном, в то время как литейный цех, специализирующийся на меди, с большей вероятностью использует индукционную печь. Печи могут варьироваться в размерах: от небольшого настольного оборудования до тех, что весят несколько тонн.

Современные литейные производства механизированы. Механизации подвергаются практически все операции цикла: от производства стержней до собственно литья. Формовочные машины применяют при серийном производстве отливок. Ручная формовка распространена лишь в малых ремонтных производствах.

В состав основного оборудования включают:

• Плавильные печи;
• Заливочные ковши;
• Загрузочно-транспортное оборудование — погрузчики, краны, конвейеры и пр.
• Средства управления и автоматики.

Электродуговая печь работает по принципу периодического плавления. Металл расплавляется путем подачи электрической энергии внутрь печи через графитовые электроды. Дополнительная химическая энергия подается кислородно-топливными горелками. Кислород вводят для удаления примесей и другого растворённого газа. Когда металл расплавляется, шлак образуется и плавает к верхней части расплава; шлак, который часто содержит нежелательные примеси, удаляется перед выводом.

Индукционная печь передает электрическую энергию методом индукции, когда высоковольтный электрический источник индуцирует низкое напряжение при большом токе во вторичной катушке. Индукционные печи способны работать при минимальной потере сырья, однако больше используются при производстве отливок из цветных металлов и сплавов.

Все литейное оборудование специально разрабатывается для надежной работы при повышенных температурах. Доминирующими тенденциями при производстве данной техники являются масштабность, автоматизация, оперативная отделка отливок, повышенные безопасность и эффективность.

Какие смазочные материалы применяются? Выбор зависит от марки материала и метода литья. Исходный концентрат в жидком виде должен быть водорастворимым, а в твёрдом виде используются термостойкие пасты.

Основной инструмент в литейном производстве

Литейная оснастка – это модели (шаблоны), опоки и формы. Что такое опока? Это полость, куда заливается расплавленный металл. Шаблон представляет собой реплику объекта, подлежащего литью, и используется для формирования отливки. Модели могут быть изготовлены из древесины, металла или пластмассы. Основными этапами получения оснастки являются:

• Получение полости;
• Размерная обработка элементов;
• Разработка и установка механизмов зажима.

Формы разрабатывают с учётом усадки металла, для чего предусматривают компенсаторы. Стенки форм имеют конические участки для облегчения выталкивания из них готового изделия. Полые отливки создаются с использованием стержня — дополнительного объёма песка или металла, который образует внутренние отверстия и проходы в отливке. Каждый стержень помещают в форму до заливки. Для облегчения выемки застывшей отливки из формы используют противопригарные покрытия.

Существует два различных типа литейных форм: одно- и многоразовые.

Изготовление модельной оснастки многоразового применения обычно производится из металла, одноразового – из песка. Для облегчения складирования и применения всегда выполняется маркировка кокилей.

После того, как подготовка формовочных песков завершена, песок размещается вокруг модели. Затем образец удаляют, стержни устанавливают на место, после чего производят заливку расплава. Конструктивные особенности инструментов для литья оптимизируются для различных металлов и уровней сложности полости.

Стоимость некоторых видов литейного оборудования и оснастки представлена в таблице:

Оборудование для литейного производства

Для того чтобы наладить успешное литейное производство сегодня, необходимо современное литейное оборудование, которое обеспечит высокую технологичность, продуктивность и экономичность всех производственных процессов.

В литейных цехах разных отраслей промышленности используется оборудование общего применения и специализированное технологическое оборудование, необходимое исключительно для литейного производства.

Непосредственно литейным оборудованием являются:

1. Плавильные печи.
2. Литейные машины.
3. Заливочные устройства, механизмы, манипуляторы, средства транспортирования и системы управления, датчики предназначенные для изготовления отливок
4. Литейные автоматы, установки, комплексы.
5. Ковши литейные.

К общему оборудованию относятся

1. Аспирационные системы,
2. Смесители,
3. Тиристоры,
4. Трансформаторы,
5. Конденсаторы,
6. Различные типы конвейеров,
7. Монорельсовый транспорт,
8. Крановое хозяйство,
9. Подъемники,
10. Системы бункеров,
11. Питатели,
12. Магнитные сепараторы,
13. Вентиляционные,
14. Калориферные установки.

Современное литейное оборудование значительно отличается от оборудования прошлого. В основном это установки с программным обеспечением, механизированные, автоматизированные системы, использующие высокие и высокоточные технологии в производстве.

Плавильные печи

Основным литейным оборудованием является плавильная печь. Она производится из высокопрочной стали, с использованием теплоизоляторов и огнеупорных материалов повышенной стойкости.

По способу литья печи делятся на индукционные, элекродуговые, газовые и муфельные. Рассмотрим устройство и принцип работы каждой из них отдельно.

Индукционная плавильная печь

См. на рис. 1 а. Построена на принципе экономичного индукционного нагрева — расплавления металла в результате прохождения через него вихревого электрического тока. Электромагнитное поле создается посредством индуктора.

Печь состоит из плавильного тигеля, сделанного из огнеупорного графита, куда помещается металлическая шихта. Тигель, как правило, имеет цилиндрическую форму. Он находится внутри индуктора, который подключен к источнику переменного тока.

Благодаря явлению электромагнитной индукции за счет теплового воздействия электромагнитного поля, шихта нагревается и расплавляется.

Одним из преимуществ индукционных печей является высокая гомогенность (однородность) сплава, которая достигается благодаря электродинамической циркуляции, перемешивания во время индукционного плавления. Это один из самых быстрых способов плавки.

Имеют преимущества в быстроте процесса, малой загрязненности воздуха, экономичности. Тигли графитовые (для бронзы, латуни, меди золота, серебра), чугунные и стальные (для алюминия) или керамические (для чугуна, стали)

В зависимости от объема расплавляемого материала и размера тигля, индукционные плавильные печи делятся на:

• Индукционные печи от 5 до 200 кг для золотодобывающей, инструментальной и ювелирной промышленности, стоматологии, художественной и экспериментальной плавки. Самые мобильные печи для плавки золота, серебра, платины, цветных и черных металлов. ИПП-15,25,35,45,70,90,110,160 (в цифрах указана мощность печи) имеют массу от 34 до 130 кг и способны перерабатывать от 5 до 200 кг металла.
• Индукционный печи от 100 до 1000 кг для плавки цветных металлов. Максимальная температура 1400 °C . Свойства аналогичные, увеличивается размер печи и объем тигля.
• Индукционные плавильные печи от 100 до 20 000 кг. Используются для плавки стали, чугуна, иногда цветных металлов токами средней частоты. Это печи производственного назначения, которые используются на металлургических промышленных предприятиях. Например, в производстве стального проката. Их производительность до 150 тысяч тонн сортового проката в год.

Индукционные печи позволяют быстро переходить от одного вида сплава к другому, делать перерывы между процессами, удобны в обслуживании и эргономичны, имеют большие возможности для автоматизации процессов.

В печи может быть создана любая атмосфера (нейтральная, окислительная, восстановительная) и любое давление. Возможность управлять плавкой, регулировать мощность и нагрев тигля позволяет использовать разные режимы работы для разных сплавов.

Высокое значение удельной мощности на средних частотах позволяет достичь высокой производительности печи.

Электрическая дуговая плавильная печь

См. на рис. 1 б. Металл нагревается электродугой переменного или постоянного тока, которая возникает между тремя цилиндрическими графитовыми электродами и металлическим шихтом.

Такие печи вмещают от 0,5 до 400 тонн металла. Внутри цилиндрической печи используется футировка основным или кислым кирпичом. Во время плавки технологически осуществляется покачивание и перемешивание металла.

В дуговой печи используется

• Плавка шихты из легированных отходов без окисления, в этом случае удаляется сера, проводится диффузное раскисление с помощью ферросилиция, молотого кокса, алюминия. И получают легированные стали.
• Плавка на углеродистой шихте с окислением. В качестве шихты – старый чугун, стальной лом, электродный лом, кокс, известь. Во время плавления происходит окисление под воздействием воздуха. Затем месь раскисляют осаждением и диффузным методом, алюминием и силикокальцием. Таким образом выплавляют конструкционные стали.

Электрическая дуговая печь используется для производства жаростойкой, инструментальной и конструкционной высококачественной углеродистой и легированной стали .

Газовые плавильные печи

См. на рис. 1 в. Тепло образуется от горения газово-воздушной смеси, с помощью которого нагревается жаростойкий тигель, в таких печах плавят алюминий, медь, олово, драгоценные металлы, свинец. Газовая печь позволяет достичь максимально точного температурного контроля, что важно для выплавки цветных и ценных металлов.

Муфельная печь

См. на рис. 1 г. В муфельной печи используется защитный материал муфель, который выдерживает температуру не больше 950 °C. Это ограничивает сферу применения.

Современные машины для литья

В соответствии со способом прессования в камере машины для литья делят на два вида:

• Литейные машины с горячим прессованием. Под слабым давлением поршня или сжатого воздуха камера погружается в горячий расплав, который вытесняется в пресс-форму. Так отливаются сплавы с цинком.
• Литейные машины с холодным прессованием.Тут используется высокое давление. Используются преимущественно для медных, магниевых и алюминиевых сплавов.

Использование современных способов автоматизации процесса литья, позволяет создать машины высокой точности и качества сплавов. Рассмотрим это на примере нескольких современных машин для литья алюминия.

Наклоняющиеся литейные машины – новейшее технологическое решение с точным заполнением формы и полным контролем над дозированием и поведением расплава с помощью электрического сервопривода. Стержни вставляются автоматически или вручную.

После закрытия заливается расплав. Сервопривод контролирует движение, наклон, процесс литья качанием, предупреждает перекос при открытии формы.

Машина обеспечивает идеальный доступ к форме, эргономичность и для заполнения формы, и во время очистки (гидравлический способ выталкивания компонента).

Машины для литья головок цилиндров

Литейная форма закрывается актюаторным элементом стационарного характера после того, как туда вставлены стержни. Алюминий заливают в форму, после усадки форма открывается, деталь извлекается.

Литейная машина вновь готова к заливке. Все происходит быстро, очень удобно, точно. Кабели и настройки надежно защищены, ремонт очень простой, доступ к форме идеальный.

Конструкция прочная, максимально функциональная для проведе

ния четких последовательных операций.

Литейные машины для 3х форм

В литейных машинах используется метод гравитационного литья с единовременным участием 3 форм. Значительно повышается продуктивность и эргономичность процесса, зона обслуживания минимальна, все происходит на одной машине: и установка стержней, и заливка, и извлечение отливок

Для отлива алюминия используются роторно-линейные машины, работающие под низким давлением и стабилизированным заполнением за счет регулируемого наклона формы, а также машины с противодавлением, использующиеся для создания высококачественных отливок из алюминия, где под давлением находится печь и пресс-форма внутри, создается перепад давлений, значительно повышающий качество продукции. Это еще более автоматизированный и оптимизированный, по сравнению с гравитационным, способ литья, который используется для отливок с прочными равномерно утолщенными стенками.

Литейные автоматы, установки, комплексы

В литейном производстве сегодня могут активно использоваться новейшие элементы автоматизации, которые представлены такими устройствами:

• Поворотными столами
• Литейными роботами
• Роботами манипуляторами

Современное литейное производство использует сегодня автоматизированные литейные комплексы

• Литейные карусели для крупносерийного и массового производства с поворотным столом, роботами-съемщиками отливок, роботами-установщиками стержней, конвейером охлаждения и плавильными печами.
• Роботизированная литейная ячейка состоит из литейных машин, стола для ручной установки стержней, робота литейного, робота, снимающего отливки, конвейера охлаждения, станции перемены захватов, плавильно-раздаточных печей.
• Литейная автоматизированная линия – комплекс, в который входят литейные машины, манипуляторы для транспортировки и установки стержней и пакетов, манипуляторы для извлечения и перемещения готовых отливок, роботы-съемщики, плавильно-раздаточные печи.

Ковши литейные

Литейные ковши – необходимый элемент литейного производства, который позволяет хранить, транспортировать и производить безопасную разливку расплавленного металла для дальнейшего литья.

Ковши перемещают на специальных тележках или с помощью гибкого производственного модуля. В общем, литейный ковш – это емкость для металла. Различаются ковши

• по форме (конические стопорные, барабанные, с чайниковым и обычным разливочным носиком
• по вместительности (от 25 кг до 12 тонн)
• способу разливки (через носик с помощью крана; расплавленный металл разливают через стаканы, расположенные снизу и закрытые стопором; поворотом через сливной край)
• способу управления (ручной – для ковшей до 160 кг, для ковшей от 250 кг до 10 тонн – с поворотным механизмом (редуктором и ограничителями), возвратно – поступательным приводом поворота, управляется ручным пультом на месте заливки.
• Способу передвижения (до 120 кг с помощью монорельса, свыше 12 т – с помощью крана и механизированного привода).

Литейное оборудование

В 2020 году выставка металлообработки в рамках ИННОПРОМ, которая проходит в Екатеринбурге с 7 по 10 июля, вновь соберет производителей и покупателей оборудования, представителей государственных ведомств и экспертов отрасли из 96 стран мира.

Самое масштабное промышленное мероприятие РФ традиционно привлекает внимание профессионального сообщества, СМИ и широкой общественности.

В 2019 году выставку посетило более 43 000 человек, а среди статусных гостей были президент РФ Владимир Путин, министры торговли и промышленности, главы регионов и послы государств-участников.

Смотреть представленное на выставке оборудование

Одним из ключевых разделов выставки станет блок «Материалы и оборудование для литья» во 2-м павильоне МВЦ «Екатеринбург-Экспо». Производители и дистрибьюторы высокотехнологичного литейного оборудования из России и других стран представят свои последние разработки участникам рынка, заинтересованным в модернизации, повышении качества и эффективности литейного производства.

Получить билет для посещения выставки

Литье является одним из древнейших способов металлообработки и изготовления металлических изделий.

Постоянное совершенствование технологий позволяет открывать новые возможности для применения этого метода производства в промышленности.

Поэтому данный раздел выставки металлообработки вызывает большой интерес у представителей концернов, заводов и производственных компаний из различных отраслей.

Изделия, полученные при помощи литья, широко применяются в следующих сферах:

• Легкое и тяжелое машиностроение;
• Станкостроение;
• ВПК и оружейное производство;
• Производство электроники и бытовой техники;
• Серийное производство металлических изделий;
• Медицина и протезирование;
• Челюстно-лицевая ортопедия и ортодонтия;
• Искусство, скульптура и ювелирное дело.

Технология литейного производства

Литье металла — это технологический процесс штучного или серийного производства изделий из металла с помощью заливки расплавленного до жидкого состояния металлического материала в литейную форму.

Заполнив все полости формы, металл охлаждается и переходит из жидкого агрегатного состояния в твердое.

После окончания процесса заготовка (отливка) приобретает цельность, прочность, конфигурацию и вид готового изделия.

Промышленные технологии литья металла:

• Статическая заливка;
• Литье под давлением;
• Непрерывное горизонтальное литье;
• Центробежное литье;
• Вакуумная заливка;
• Электрошлаковое литье и др.

Также технологии литья классифицируются по типу форм и способу получения готовых изделий.

Применяются способы литья по песчаным, оболочковым или многократным формам, по формам из холоднотвердеющих смесей, литье в землю или в кокиль, а также литье по ртутным замораживаемым или газифицируемым моделям.

В зависимости от способа получения отливок, необходимого размера и используемого материала для литья в технологическом процессе задействованы разные типы оборудования и вспомогательных материалов.

В экспозиции выставки ИННОПРОМ будут представлены станки, механизмы и агрегаты, обеспечивающие как полный цикл производства в автоматизированном режиме, так и отдельные этапы производственных задач.

Производители представят новые разработки и уже зарекомендовавшие себя модели — вы сможете сравнить технические характеристики и получить консультации по выбору оборудования для вашей продукции, масштаба производства и сопутствующих факторов.

Виды оборудования для литья:

• Литейные автоматы и комплексы;
• Линии горизонтального непрерывного литья;
• Литейные печи (вакуумные, индукционные, плавильные, прокалочные);
• Печи для спекания и выжигания (вакуумные, высоковакуумные, сверхтемпературные, вакуумно-водородные, вакуум-компрессионные, искрового плазменного спекания;
• Печи лабораторные для вакуумной пайки;
• Вакуумные печи для термообработки (отжига, азотирования, закалки в газовой или масляной среде, кристаллизации);
• Тигельные печи сопротивления (непрерывного или циклического типа);
• Стержневые машины различного типа и размера;
• Вибростолы;
• Формовочные смесители;
• Вспомогательные механизмы и устройства (кантователи, транспортирующие установки, оборудование для очищения отливок, химического анализа литья и др.)

Ассортимент продукции для литейного производства включает:

• Готовые формы;
• Металлы и сплавы;
• Фильтры для фильтрации расплавов;
• Трубки для отвода из литейных стержней газа;
• Литейные ковши.

Формы для литья

В производстве используются литейные формы однократного и многократного применения. К последним относятся формы из огнеупорной керамики, металла или графита. Самые распространенные типы многоразовых форм: кокили (закрытые литейные формы) и изложницы (открытые формы).

Металлические формы обычно выполнены из чугуна либо жароустойчивой стали, а для создания отливок из цветных металлов используются медные, латунные, гипсовые оболочковые формы или формы из диоксида кремния в порошковой субстанции.

Также распространены пресс-формы из легкоплавкого металла, которые применяются для литья стали, некоторых видов сплавов и драгоценных металлов. Для заполнения таких пресс-форм используется пластмасса, парафин или ртуть.

Металлы и сплавы для промышленного литья:

• Черные металлы (литейный чугун, чугун с шаровидным графитом, сталь);
• Цветные металлы (бронза, латунь, медь, титан, магниевые, алюминиевые и никелевые сплавы);
• Драгоценные металлы (золото, платина, серебро).

Также в процессе литья задействованы разнообразные расходные материалы:

• Исходные стержневые смеси;
• Огнеупорные основы для смесей;
• Формовочные составы (гипс, асбест, кварцевый песок);
• Добавочные компоненты, придающие смесям нужные свойства;
• Смолы и отвердители;
• Связующие композиции;
• Изолирующие пасты;
• Облицовочные материалы.

Не упустите шанс увидеть одну из самых масштабных экспозиций литейного оборудования на ИННОПРОМ в рамках выставки металлообработки в Екатеринбурге. Вход на мероприятие производится по единому электронному билету, который действителен в любой из 4-х дней мероприятия.

Зарегистрируйтесь на сайте и получите бесплатный электронный билет для посетителей, заполнив анкету в Личном кабинете.

Если вы хотите стать участником выставки и презентовать свой ассортимент литейного оборудования и материалов, отправьте организаторам заявку на участие в выставке.

Литейное производство: оборудование для литейной лаборатории и контроля литья металла

Литейное производство позволяет производить заготовки и детали различной конфигурации и массы. Получению готовых изделий предшествует множество операций, некоторые их которых происходят при высокой температуре, и предполагает работу с материалами в различных агрегатных состояниях: твердом, газообразном и жидком.

В литейном цехе используется разнообразное технологическое и транспортное оборудование, а получение качественных отливок невозможно без контроля различных параметров на всех этапах производства, поэтому оснащению лаборатории уделяется особое внимание. В арсенале этого подразделения предприятия должны быть приборы для проведения требуемых исследований, в том числе экспресс-анализа химического состава металлов и сплавов.

Технологический процесс литейного производства

Представление о технологии получения отливок дает возможность понять проблемы, которые стоят перед литейщиками. Контроль качества на каждом участке литейного цеха оказывает влияние на качество готовой продукции и производительность, поэтому снижение внимания на каким-либо этапе технологического процесса — недопустимая ошибка со стороны технологов.

Отдельные производственные процессы литейного производства представляют собой целостный технологический комплекс, который можно разбить на следующие основные этапы:

• Технологическая подготовка. Определяется способ получения отливки, разрабатывается ее чертеж, проектируется оснастка и технология.
• Изготовление формы. По чертежам осуществляется изготовление модели, стержней и оснастки, которые необходимы для формовки изделия. Процесс формовки происходит параллельно с плавкой сплава заданного химического состава и определенной температурой.
• Заливка и охлаждение. Литейные формы заливают расплавленным металлом с помощью ковша или литейной машины.
• Извлечение отливок и их обработка. После охлаждения отливки до определенной температуры ее удаляют из формы, а также извлекают стержни. Затем она подвергается обработке для придания товарного вида.

Основное технологическое оборудование

При рассмотрении структуры оборудования, входящего в состав литейного цеха, можно выделить специализированное оборудование и оборудование общего назначения. К первой группе относятся агрегаты, без которых невозможен основной технологический процесс — получение из металла готового изделия.

Механизмы, относящиеся ко второй категории, играют вспомогательную роль, и обеспечивают функционирование первых.
К ним относятся:

• подъемники,
• питатели,
• крановое хозяйство,
• бункеры,
• трансформаторы,
• конвейеры и ряд других.

Основное технологическое оборудование отличается большим разнообразием, и подбирается в соответствии со спецификой производства, особенностями номенклатуры изделий и материалов, используемых для их получения. Эта группа агрегатов требует более детального рассмотрения.

Литейные машины

В зависимости от способа прессования бывают литейные машины горячего и холодного прессования. Последние имеют довольно узкую специализацию, и предназначены для сплавов на основе меди, алюминия и магния.

Формовочное оборудование предназначено для получения литейных форм. Оно позволяет получать уплотненные формы и обеспечивает высокое качество отливок.

Ковши

Литейные ковши предназначены для транспортировки и разливки сплава в жидком состоянии. Они могут принимать различную форму, а их объем подбирается в зависимости от особенностей технологического процесса.

Система контроля качества

Получение качественной и конкурентоспособной продукции литейного производства невозможно без контроля на всех этапах различных характеристик и свойств материалов, используемых в технологическом процессе. Система контроля качества подразумевает:

• Контроль состава песка, определения технологических характеристик формовочных материалов и стержней применяются измерительные приборы разнообразных моделей.
• Контроль качества литья осуществляется различными неразрушающими методами исследования, которые позволяют определить соответствие изделий требованиям стандартов.
• Ведение плавки для получения сплава заданного химического состава — важнейшая задача, стоящая перед литейщиками. Для ее решения используются современные аналитические приборы — спектрометры, которые позволяют максимально оперативно с высокой степенью точности результатов выполнить анализ металла.

Спектральные анализаторы. Виды и требования к приборам

Особенности ведения технологического процесса в плавильных печах требует постоянного контроля химического состава на всех стадиях получения металла. Основные требования, предъявляемые к приборам, используемым для этих целей:

• экспрессность;
• высокая точность;
• возможность проведения контроля неразрушающими методами;
• простота проведения анализа;
• возможность автоматизации;
• приспособленность к эксплуатации в производственных условиях.

Оптико-эмиссионные анализаторы

На производстве находят широкое применение оптико-эмиссионные спектроскопы с искровым и дуговым возбуждением спектра (или их комбинацией), у которых рабочей средой служит аргон или воздух.

Наиболее простой из них — стилоскоп, который имеет невысокую стоимость и позволяет быстро проводить визуальный анализ химического состава металлов и сплавов.

Прибор не отличается высокой точностью, так как для регистрации спектра используется глаз оператора, поэтому литейщики прибегают к использованию более совершенных устройств, которые исключают недостатки стилоскопов.

К преимуществам современных оптико-эмиссионных приборов относят:

• Возможность обнаружения даже незначительных примесей в сплавах. Это имеет особенную важность в литейном производстве, так как для ведения плавки необходимо знать содержание таких элементов, как углерод, сера и фосфор.
• Высокая точность результатов исследования. Метод используется не только для экспресс-анализа, но и для проведения сертификационного анализа.
• Анализ осуществляется бесконтактным способом.
• Нет необходимости отбора массивных проб.
• Экспрессность. Фактор времени при получении в плавильной печи сплава заданного состава имеет исключительную важность.

Оптико-эмиссионные приборы требуют проведения калибровки. Потребитель получает устройство с загруженными аналитическими программами, что может привести к затруднению при работе со сплавом, имеющим неизвестный химический состав, который отличен от состава стандартного образца. Для получения точных результатов перед исследованием проба нуждается в подготовке.

Рентгенофлуоресцентные анализаторы

Рентгенофлуоресцентный анализ металлов и сплавов позволяет провести количественный и качественный анализ металлов и сплавов. Приборы отличаются компактными размерами и простотой использования.

Несмотря на универсальность, они не могут определять присутствие элементов с атомным номером менее 11.

Таким образом, РФА не позволяют определить содержание углерода в стали и чугуне — наиболее распространенных материалов для производства отливок.

Тем не менее, метод широко используется в литейном производстве, и дополняет АЭСА, благодаря ряду преимуществ:

• Высокая точность результатов исследований.
• Анализ проводится без разрушения образца.
• Низкий предел обнаружения.
• Простая пробоподготовка.
• Возможность анализа пробы много раз.
• Высокая производительность.

Интересные предложения для литейщиков

Рынок приборов для анализа металлов и сплавов, и других материалов насыщен различными моделями анализаторов, которые могут быть использованы в системе контроля качества литейного производства. Среди них можно найти стационарные, мобильные и портативные устройства, позволяющие решать различные аналитические задачи.

Искролайн 100

Искролайн 100 — настольный спектрометр для анализа химического состава металлов и сплавов. Способен распознавать более 70 элементов, в том числе углерод, серу и фосфор. Прибор используется для входного контроля, сертификационного анализа и экспресс-анализа плавки.

Искролайн 300

Искролайн 300 — атомно-эмиссионный спектрометр, относящийся к лабораторному классу. Прибор способен выполнять экспресс-анализ металлов и сложных сплавов на любых основах в диапазоне спектров 174–930 нм. Находит применение как для решения рутинных аналитических задач, так и проведения сертификационного анализа.

SciAps серия X

Эта серия портативных рентгенофлуоресцентных анализаторов оснащена инновационным аппаратным обеспечением, что позволяет проводить исследование любых проб. Библиотека-марочник насчитывает более 1200 марок с возможностью неограниченного расширения. Параметры прибора оптимизируются в автоматическом режиме.

СПАС-01

СПАС-01 — универсальный оптический эмиссионный спектрометр, который предназначен для решения различных аналитических задач. В состав оборудования входит генератор, способный работать в различных режимах. Прибор способен распознавать спектры в диапазоне 185 – 930 нм, что делает его незаменимым в лаборатории литейного цеха.

Оборудование для литейного производства — Справочник металлиста

Для того чтобы наладить успешное литейное производство сегодня, необходимо современное литейное оборудование, которое обеспечит высокую технологичность, продуктивность и экономичность всех производственных процессов.

В литейных цехах разных отраслей промышленности используется оборудование общего применения и специализированное технологическое оборудование, необходимое исключительно для литейного производства.

Непосредственно литейным оборудованием являются:

1. Плавильные печи.
2. Литейные машины.
3. Заливочные устройства, механизмы, манипуляторы, средства транспортирования и системы управления, датчики предназначенные для изготовления отливок
4. Литейные автоматы, установки, комплексы.
5. Ковши литейные.

К общему оборудованию относятся

1. Аспирационные системы,
2. Смесители,
3. Тиристоры,
4. Трансформаторы,
5. Конденсаторы,
6. Различные типы конвейеров,
7. Монорельсовый транспорт,
8. Крановое хозяйство,
9. Подъемники,
10. Системы бункеров,
11. Питатели,
12. Магнитные сепараторы,
13. Вентиляционные,
14. Калориферные установки.

Современное литейное оборудование значительно отличается от оборудования прошлого. В основном это установки с программным обеспечением, механизированные, автоматизированные системы, использующие высокие и высокоточные технологии в производстве.

Машина стержневая

Применяется в цехах с серийным производством стержней из плакированных смесей.

Машина состоит из следующих компонентов:

• Нагреватели;
• Опорная часть, на которой крепится оборудование для литейного производства;
• Пневмооборудование; механизм, предназначенный для подачи воздуха и контроля заслонки;
• Пульт управления; позволяет контролировать все процессы;
• Затвор; в зависимости от выбранной позиции открытия или закрытия, используется для подачи смеси;
• Пескодувная головка; транспортирует смесь в модельную оснастку и уплотняет её;
• Защитные кожухи; выступают в роли предохранителя от внешнего воздействия;
• Гидрооборудование предназначено для своевременного перемещения нагревателя и пескодувной головки.

Согласно техническим характеристикам оборудования, окончательный вес выпускаемых стержней варьируется в пределах 300 грамм до 8-ми килограмм. Система способна проделать 20 циклов в течение 1-го рабочего часа. Стержневой ящик, в котором располагаются заготовки нагревается до температуры в 250 градусов.

Установка, со всеми элементами и дополнениями весит 590 килограмм. Рабочая площадь, на которой будет располагаться это оборудование, должна быть готова к такой нагрузке.

Литейная кокильная установка УКЛ-450

Популярная модель из нашего каталога, относящаяся к категории оборудования для литейного производства.

Механизм доступен в двух вариантах: зеркальная и прямая. Отличия незначительные, многие производители не обращают внимания на этот момент. Предназначение УКЛ-450 заключается в моментальном снятии и быстрой установке литейной формы, располагающейся на закрепленной плите.

В технических характеристиках прописано, что процесс открытия и закрытия плиты отнимает по 10 секунд времени. Установка работает с напряжением 380 Ват, выдавая стабильную частоту в 50 ГЦ.

Устройство отличается серьезными габаритами, в длину оно достигает 1780 мм, ширина равна 800, а высота ровно 1 метр. Вес механизма — 670 килограмм.

Литейная кокильная установка УКЛ-800

Данный вид оборудования для литейного производства пользуется большим спросом среди предприятий с высокими объемами выпускаемой продукции.

Из чего состоит:

• Основание; платформа, которая удерживает всю систему, на ней присутствуют механизмы, отвечающие за каждый отдельный процесс;
• Подрывной механизм предназначен для отрыва и подготовки стержня;
• Пульт управления находится снаружи и с его помощью производиться контроль над всеми внутренними процессами;
• Пневматическое оборудование выполняет задачи, связанные с подачей воздуха;
• Пневматические цилиндры располагаются на зафиксированных плитах, их действие направлено на обеспечение движения активных плит;
• Подвижные плиты — та часть системы, которая приводится в действие пневматическими цилиндрами;
• Стационарные плиты взаимосвязаны штангами-направляющими.

Механизм работает при наличии соответствующего источника питания и активности всех компонентов.

Принцип работы

После запуска системы, активизируются плиты подвижного типа с закрепленными на них кокилями. Оба пневматических цилиндра контролируются единственным распределителем. В стадию активности вступают обе плиты, в зависимости от уровня сопротивления движения, поочередность может меняться.

Далее постепенно повышается давление, вторая плита начинает двигаться и делает это до момента, когда кокиля обеих частей соприкоснуться. После того, как давление приближается к рабочему уровню, в систему заливается металл, после чего происходит процесс остывания отливки. Далее, после подрыва стержня плиты расходятся.

Установка для непрерывного литья вверх прутков припоя

Установка используется с целью получения прутков припоя. Достигается результат путем планомерного вытягивания вверх литьевых заготовок, выполненных из медного расплава и рубки их на равные части.

За основу оборудования взята цельная рама, включающая в себя остальные механизмы. Важным элементом считается устройство для рубки прутков, заранее определяется заготовка и по ней обрезаются остальные. Система управления находится снаружи, состоящей из пульта управления и шкафа.

Использование тянущей клети позволяет осуществлять плотный зажим заготовки. Еще один механизм со схожими задачами — это кронштейн фиксации кристаллизаторов.

Обращаем внимание, что в комплект не входят плавильные печи.

Технические характеристики

Размеры прутков: оборудование позволяет изготавливать изделия толщиной в 4,5,6 и 8 мм. Длина изготавливаемых изделий варьируется в пределах от 200 до 700 мм. За основу берется медный сплав.

Для того, чтобы произвести вытяжку прутка из системы, требуется от 0.2 секунд до 1-й. Скорость варьируется в зависимости от указанной мощности. Допустимый диапазон оборудования для литейного производства — это от 10 до 100 ГЦ.

Процесс рубки готового продукта под указанные критерии занимает 1.5 секунды.

Преимущество нашей компании — это качество товара, гарантия и приемлемая стоимость. Покупка современной техники для литейных работ повышает продуктивность и снижает нагрузку на рабочий персонал.

Представители нашей компании готовы проконсультировать вас и посоветовать качественную и подходящую продукцию, которая подойдет для решения поставленных производственных задач.

Оборудование для литья по выплавляемым моделям

Компания СибЛитКом предлагает весь спектр оборудования ЛВМ. Оборудование изготавливается согласно техническому заданию заказчика в любой требуемой конфигурации. Комплексы по литью из выплавляемых моделей включают в себя оборудование по производству восковых моделей и керамических форм.

Рекомендуем получить консультацию наших технических специалистов для подбора перечня необходимого ЛВМ оборудования для вашей задачи.

• Размер моделей по запросу
• Размер форм по запросу
• Производительность по запросу
• Запуск и наладка Есть
• Гарантия Есть

Оборудование для изготовления восковых моделей по низкой цене с поставкой по России и странам СНГ.

Компания СибЛитКом предлагает весь спектр оборудования для изготовления восковых моделей. Комплексы по литью из выплавляемых моделей включают в себя оборудование по производству восковых моделей: смесители и мешалки, шприц-машины с ручной и автоматической подачей…

Оборудование для изготовления керамических форм

Компания СибЛитКом предлагает весь спектр оборудования изготовления керамических форм. На данном участке применяются: автоклав, смесители, установки по обсыпке и подготовке керамических форм. Для получения коммерческого предложения на оборудование по изготовлению керамических форм рекомендуем…

Лучшие условия работы

Скидки и бонусы для новых и действующих клиентов

При 100% оплате запуск — бесплатно

Гарантия на оборудование до 24 месяцев

Лизинг в ведущих компаниях

Авансовый платёж от 15%

Документация для строительной части от 5 до 20 дней с момента заключения Договора

Доставка включена в стоимость

Получите коммерческое предложение сейчас

Подробное технико-коммерческое предложение придет к вам на почту!

Литейное производство занимается изготовлением заготовок и готовых деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, имеющую требуемую конфигурацию. Таким способом производится от 50 до 90% всех деталей в промышленном оборудовании, машинах и другой технике. В современных условиях отливки изготавливаются в одноразовых песчаных, или керамических формах, которые легко отделяются от готовой детали. Данная технология предполагает использование специального оборудования для литья по выплавляемым моделям (ЛВМ). Оборудование и весь спектр комплектующих для ЛВМ можно по сходной цене купить в компании «Сиблитком» в Новосибирске.

Технологические и конструктивные особенности оборудования для ЛВМ

Процесс получения отливки способом литья по выплавляемым моделям состоит из нескольких этапов. Вначале модель, имеющую заданную конфигурацию и состоящую из легкоплавкого материала (воска, стеарина, парафина), погружают поочередно то в клеевой состав (суспензию), то в «кипящий песок», благодаря чему на поверхности модели образуется слой прочно склеенного песка. После этого модель помещают в автоклав или нагревательную печь, чтобы выплавить воск (стеарин, парафин) и дать ему вытечь из оболочки. В освобожденную форму заливают металлический расплав и дают ему остыть и затвердеть. Затем керамическую оболочку отделяют от готовой металлической детали.

Комплект для ЛВМ включает оборудование двух видов – для изготовления моделей из воска и для изготовления керамических форм.

Оборудование для изготовления восковых моделей комплектуется из:

• плавильного бака для расплавки твердых кусков легкоплавкого материала и сохранения рабочей среды в расплавленном состоянии;
• плавильного бака с лопастным смесителем для завершения процесса расплавки и стабилизации температурного режима в общем объеме расплава;
• 1- и 2-позиционной шприц-машины, предназначенной для инжекционного прессования моделей из воска;
• машины низкотемпературной инъекции воска с 2-мя шприцами для создания легкоплавкой модели;
• смесителя для приготовления пастообразной модельной массы и регуляции ее температурных показателей.

Оборудование для изготовления керамических форм представляет собой комплект из:

• автоклава для выплавления (удаления) легкоплавкой модели из формы;
• L-образного смесителя для смешивания огнеупорного материала со связующим раствором до получения суспензии;
• оборудования для обсыпки, обеспечивающего быстрое и равномерное нанесение слоев песка на слой суспензии;
• обсыпной установки с кипящим слоем для создания слоев керамической оболочки.

Приобретать перечисленные агрегаты целесообразно в комплекте.

Преимущества оборудования ЛВМ

Использование оборудования для литья по выплавляемым моделям позволяет снизить трудоемкость литейного производства, так как большая часть процесса ЛВМ автоматизирована. Технология обеспечивает получение металлических изделий высокой точности и прочности и широко применяется как в машиностроении, так и в художественном литье.

Компания «Сиблитком» занимается не только локальными продажами, но и поставкой оборудования по всей территории России и стран СНГ. Покупая наше оборудование, вы получите необходимую техническую поддержку, выгодное технико-коммерческое предложение, своевременную отгрузку продукции и гарантию ее качества. Начать сотрудничество просто – оставьте заявку на обратную связь и обсудите условия покупки с менеджером по телефону. Консультация специалиста компании предоставляется бесплатно.

Наше оборудование в работе

Многолетняя и стабильная работа нашего оборудования — лучший показатель качества и надежности.

Источник https://fabricators.ru/article/sovremennoe-liteynoe-proizvodstvo

Источник https://ometalledo.ru/oborudovanie-dlya-litejnogo-proizvodstva.html

Источник https://siblitcom.ru/katalog/formovochnoe-oborudovanie/oborudovanie-dlya-litya-po-vyiplavlyaemyim-modelyam-lvm/