CastingArea, Леене в кокили

Леене в кокили

Д. Алипиев

Леенето в метални форми (кокили) се използва за получаването на серийни отливки, предимно от цветни сплави, като изработените детайли са от няколко грама до десетина килограма и имат различно предназначение. При този метод на леене, кокилата се запълва със стопен метал при атмосферно налягане, без външно въздействие. След кристализацията на метала, кокилата се отваря и отливката се изважда. Процесът се извършва многократно.

Кокилата е подготвена за работа Леене на ЦАМ Отваряне на кокилата. Отливката е готова за изваждане. Изваждане на отливката и преглед за дефекти

Кокилата се изработва от чугун или стомана и в нея се формира външната повърхнина на отливката. Вътрешните зони на отливката (отвори, кухини) се оформят от профилни елементи, наречени сърца. Те са метални или пясъчни.

Особеностите, произтичащи от използването на металната форма, най-общо са три:
  • металната форма охлажда течния метал с по-голяма скорост, в сравнение с пясъчната форма. Това изисква:
    • подгряване на металната форма преди заливане, за да се гарантира цялостното й запълване и да се намали скоростта на охлаждане на налятата сплав;
    • използване на топлоизолационни покрития (обмазки), които (ако е възможно) са с различна дебелина в различните зони от работната кухина на кокилата, за да се реализира равномерно охлаждане на частите от отливката, имащи различна дебелина на стената (т.нар. насочена кристализация). Покритията от своя страна, предпазват кокилата от термичното и механичното въздействие на течния метал и удължават нейното използване;
    • подходяща температура на сплавта преди леене;
    • правилно изчислена и разположена леякова система за подвеждане на течния метал с възможност за подхранване на дебелостенните зони от отливката (термичните възли);
    • леене с точно определена от конкретните условия скорост, която, когато това е практически възможно (при по-големи отливки), може да се променя в различните моменти от запълването на кокилата;
  • металната форма, за разлика от пясъчната, не пропуска газове. Така, при навлизане на течния метал, въздухът от все още недолятата част от кухината на кокилата и газовете, получени при взаимодействието на метала с различните покрития (обмазки), не успяват да се отделят. Липсата на газопропускливост се компенсира с вентилиране на кокилата. В проблемните участъци от работната й кухина се пробиват малки отвори и в тях се поставят къси метални елементи с прорези (венти). Вентите пропускат газовете, но спират течния метал. Голяма е ролята за обезвъздушаването и от страна на отливъка, който задължително се разполага в най-високите зони на кухината;
  • отливките се отделят трудно от кокилата. Наличието на по-големи леярски наклони в конфигурацията на отливките улеснява отделянето, но такива наклони не всякога е възможно да бъдат разполагани, а и увеличават следващата механична обработка. Всичко това налага използването на избутвачи. Те представляват метални щифтове, разположени проходно в стените на кокилата. С единия си край те контактуват с отливката в точно подбрани за целта нейни зони. Другият им край излиза извън стената на кокилата, което позволява нанасянето на удари, водещи до преместване на избутвача и отделяне на отливката. За намаляване на триенето между кокилата и получената в нея отливка, подходящи места от кокилата се покриват със смазващи средства (обмазки). От значение е и правилно избраното време за отделяне на отливката. Ако това стане прибързано, избутвачите могат да навлезат във все още не напълно кристализиралия метал, както и да отчупят части от отливката по същата причина. Тъй като металните стени на кокилата са неподатливи, пак за разлика от пясъчната форма, свиването на отливката е затруднено. Закъснялото отделяне води до поява на напрежения, пукнатини и до повишени усилия, прилагани към избутвачите, в резултат на което също са възможни напуквания, деформация и разрушаване на части от отливката.
За да се избегнат различните дефекти в отливките, технологичният режим на леене трябва да е съобразен с влиянието на изброените дотук особености.

Няколко са предимствата на леенето в кокили, в сравнение с леенето в пясъчни форми:
  • много добра размерна точност и ниска грапавост на повърхнините на отливките, което води до намалена механична обработка;
  • повишени механични свойства на отливките, произтичащи от издребнената структура на кристализиралия при по-голяма скорост метал;
  • висока производителност с реализация в ограничена производствена площ, което се предопределя от липсата на подготовка, уплътняване, регенерация и транспорт на формовъчни смеси;
  • подобрени санитарно-хигиенни условия на работа.
Най-често в литературата, като недостатък на леенето в кокили се споменават трудностите при изработването на кокилите и оттам - тяхната висока цена. Това налага използването на метода в условията на серийното и масовото производство. Близо двадесетгодишният опит на Лабораторията по леене към ТУ-София в изработването на кокили и в леенето в кокили, дава основание да се твърди, че когато кокилите се изработват чрез леене по известния V-процес, следващата механична обработка на кокилите значително намалява, което ги прави по-евтини и приложими дори при малки серии от 100-200 отливки.


Литература и интернет
  1. Ангелов Г.С., Леене на металите, С., Техника, 1983.
  2. Славов Р.Р., М.И.Манолов и В.Л.Атанасова, Наръчник по леене на цветни метали и сплави, С., Техника, 1976.
  3. Степанов Ю.А., Г.Ф.Баландин и В.А.Рыбкин, Технология литейного производства - специальные виды литья, М., Машиностроение, 1983.
  4. Липницкий А.М., Литье в металлические формы, Л., Машиностроение, 1980.
  5. Сайт на Athleticon Handelsgesellschaft mbH - lubricants, contuctive coatings for gravity and low pressure die casting.
  6. Сайт на C.M.H. Manufacturing - machinery for the tilt pour process of permanent mold casting.
CastingArea - главна страница