Основы литейного производства

В разделе описана современная технология изготовления форм и стержней; освещены вопросы приготовления литейных сплавов и производства фасонных отливок; приведены основные сведения о применяемых формовочных и шихтовых материалах, оборудовании и приспособлениях, рассмотрены вопросы комплексной механизации и автоматизации в литейных цехах.
Введение
Литье — один из древнейших способов обработки металлов, заключающийся в заливке их расплавов в специально приготовленные формы, внутренняя полость которых соответствует конфигурации подлежащей изготовлению отливки.
Мастерством литья хорошо владели скифы, населявшие около 2,5 тысяч лет тому назад Приднепровье и Приазовье. Отлитые ими с большим искусством золотые и бронзовые украшения хранятся во многих музеях нашей страны.
Широкое развитие литье получило в древней Руси. Мастерство русских литейщиков XIV—XVII в., особенно в изготовлении колоколов и пушек, считалось непревзойденным. До настоящего времени вызывают изумление украшающие Московский Кремль «Царь-пушка» массой 38,4 т, отлитая Андреем Чоховым в 1586 г., и крупнейший в мире «Царь-колокол» массой около 200 т, изготовленный выдающимся мастером-литейщиком XVIII в. Иваном Моториным (1735).
Замечательными образцами монументального искусства являются отлитые в России памятники, например «Медный всадник» — памятник Петру Первому, установленный на площади Декабристов в Ленинграде, или памятник Минину и Пожарскому на Красной площади в Москве.
В середине XVIII в. основы науки о металлах были заложены великим русским ученым М. В. Ломоносовым. Дальнейшее развитие эта наука получила в трудах основоположника металловедения и термообработки стали, крупнейшего специалиста в области теории металлургических процессов Д. К. Чернова (1839—1921). Неоценим также вклад в науку о металлах металлургов А. С. Лаврова и Н. В. Калакуцкого, изучивших причины образования в отливках ликвации, газовых раковин, внутренних напряжений, впервые разработавших в нашей стране технологию получения высококачественных стальных отливок промышленного назначения.
С началом развития машиностроения (около 100 лет тому назад) начинает создаваться обслуживающее его литейное производство, появляются оснащенные специальным оборудованием литейные цехи. Уже в 1930— 1935 гг. на заводах крупносерийного и массового производства (автомобильных, тракторных и др.) появляются комплексно-механизированные цехи с литейными конвейерами.
Развитие литейной базы всех отраслей машиностроения нашей страны в предвоенные годы обеспечило в период Великой Отечественной войны выпуск необходимого количества отливок для самолетов, танков, пушек, боеприпасов.
В настоящее время СССР занимает первое место в мире по изготовлению отливок, производя их свыше 25 млн. т в год, что составляет около 1/3 мирового выпуска.
Коммунистическая партия и Советское правительство уделяют большое внимание развитию и совершенствованию литейного производства. Значительно возрос выпуск литейных машин и автоматических линий, для изготовления которых созданы «Амурлитмаш», «Сиблитмаш», Тираспольский, Павлоградский и другие заводы литейного машиностроения. В различных промышленных районах страны построены и работают «Центролиты» — специализированные заводы для производства отливок, представляющие собой крупные комплексно-механизированные предприятия.
Несмотря на развитие и совершенствование других способов изготовления заготовок промышленных деталей, например ковки, штамповки, производство отливок возрастает, а номенклатура их расширяется, в том числе в новейших областях техники: авиа- и ракетостроении, электронном машиностроении и приборостроении.



Это определяется большими возможностями литья. Еще в I в. до нашей эры римский поэт и философ Тит Лукреций Кар писал в поэме «О природе вещей»: «...металлам, расплавленным жаром, может дана быть фигура и форма какая угодно». Действительно, литьем можно получить практически любые по сложности конфигурации изделия, в том числе детали машин массой от нескольких граммов до сотен тонн, часто невыполнимые другими способами обработки металлов. Следует отметить, что изготовление деталей литьем является наиболее экономичным процессом, позволяющим получать их с наименьшими затратами рабочего времени, металла, электроэнергии и топлива. Применяемые в настоящее время способы литья повышенной точности обеспечивают получение отливок с минимальными припусками на механическую обработку, а в ряде случаев — готовых деталей без обработки их резанием. Всемерное расширение производства таких отливок является важным направлением в осуществлении решений XXVII съезда КПСС о внедрении в народное хозяйство технологий, позволяющих многократно повысить производительность труда, поднять эффективность использования ресурсов и снизить энерго- и материалоемкость производства.
В настоящее время отливки широко используют не только в машиностроении и приборостроении, но и при изготовлении отдельных частей строительных конструкций, доменных печей и других металлургических агрегатов, судов, деталей бытового оборудования, сантехники, художественных и ювелирных изделий.
Для современного состояния литейного производства характерны комплексная механизация и автоматизация технологических операций, а также использование разнообразнейших процессов литья: в разовые песчаные и многократные (металлические формы, под давлением, центробежным способом, выжиманием, вакуумным всасыванием, с направленной кристаллизацией и т. д.
Советские ученые внесли большой вклад в теорию литейных процессов — литейную теплофизику и гидравлику, в теорию кристаллизации сплавов и формирования отливок, создали научные основы ряда специальных способов литья, проектирования литейных машин и механизмов.
Так, в Советском Союзе создана первая в мире типовая комплексно-автоматизированная линия производства стальных отливок по выплавляемым моделям и организовано централизованное производство оборудования для нее, не только широко используемого на крупнейших заводах массового производства автомобилей и тракторов (ГАЗ, КамАЗ, ЗИЛ, МТЗ, ВТЗ и др.), но и поставляемого в страны СЭВ, а также в некоторые капиталистические и развивающиеся страны.
В связи с важной ролью литейного производства в народном хозяйстве нашей страны непрерывно развивается и совершенствуется система подготовки квалифицированных рабочих различных литейных профессий, перечень которых весьма широк. Он включает формовщиков, стерженьщиков, наладчиков формовочных и стержневых машин, модельщиков по деревянным и металлическим моделям, кокильщиков, литейщиков на машинах литья под давлением, по выплавляемым моделям, плавильщиков и другие специальности.
Для подготовки рабочих по каждой из литейных профессий созданы учебники и учебные пособия. В настоящей книге изложены основы литейной технологии, подлежащие изучению представителями всех литейных специальностей, что позволяет исключить дублирование таких сведений в каждом из учебников по конкретным профессиям.


Литейное производство