Отливки настоящего и будущего

Роль отливок в прошлой и настоящей деятельности человека очень велика. Появление отливок в ряде стран способствовало повышению производительности труда в сельском хозяйстве и в строительстве, развитию ремесел, обусловило быстрое развитие техники.

О важности отливок в хозяйстве некоторых древних стран свидетельствует то, что они становились средством обмена, мерилом стоимости. Так, появление на Востоке литых сельскохозяйственных орудий (мотыг, серпов, долот и т. п.) из медных сплавов, а затем и из чугуна привело к улучшению обработки земли, к облегчению уборки урожая и выполнению строительных работ и ремесел. Спрос на такие отливки был весьма велик.

В связи с этим отливки приобретали все большую ценность, став впоследствии средством обмена. Постепенно от натуральных отливок с целью обмена люди переходили к их литым символам. Так появились литые (в основном бронзовые) монеты-мотыги, монеты-серпы, монеты-ножи и др. (рис. 4). Интересно отметить, что форма и размеры таких монет изменялись постепенно. Например, монета-мотыга первоначально полностью воспроизводила форму настоящей мотыги, отличаясь от нее лишь меньшими размерами. Позже вид монеты-мотыги изменялся: она приобрела стилизованную форму мотыги, делалась плоской, на ней появились литые надписи.

Не будет преувеличением сказать, что во всех странах, во все времена появление или расширение области применения отливок всегда было связано с более быстрым развитием хозяйства: отливки всегда открывали и открывают новые возможности эффективного использования конструкционных материалов.

В настоящее время трудно найти такую область народного хозяйства, где бы не применялись литые детали машин, оборудования и приборов или литые изделия. Отливки в машиностроении представляют собой заготовки, из которых изготовляют детали и целые узлы машин. Кроме литых, заготовки бывают сварными, коваными, штампованными и пр. Однако главенствующая роль принадлежит литым заготовкам-отливкам: они составляют почти 50% массы всех машин. А в некоторых машинах на долю литых деталей приходится 70 и даже 80% всей массы машин.

Чем же объяснить, что отливки имеют такое широкое распространение, что они могут успешно конкурировать с другими видами заготовок? Прежде всего тем, что литая заготовка по своей форме и размерам ближе всего к готовой детали. Значит, чтобы из нее получить деталь, необходимо меньше всего расходовать металла, меньше затрачивать труда на механическую обработку и сборку. Чтобы убедиться в правоте сказанного, достаточно ознакомиться с такими примерами. Коленчатые валы автомобильных, комбайновых (рис. 5) и тепловозных двигателей могут быть коваными из стального слитка и литыми, например, из чугуна. В первом случае для вала тепловозного двигателя массой 2000 кг требуется стальной слиток массой около 12 000 кг, а для литого необходимо только 3000 кг жидкого чугуна. Кроме того, отходы, образующиеся при получении литого вала в виде литников, прибылей, а также стружки после механической обработки, сразу же переплавляются в новую заготовку.

Таким образом, литье в данном случае может представлять собой малоотходный процесс, роль которого в современном и будущем производстве чрезвычайно велика. Изготовление же кованого вала связано с образованием огромного количества отходов, которые необходимо для утилизации транспортировать вновь на металлургический завод, часто на довольно большие расстояния.

О повышении роли отливок в различных отраслях современного производства свидетельствует и такой пример. С целью сокращения затрат на механическую обработку деталей и сборку, а также для уменьшения массы современных самолетов и повышениях их надежности разработан процесс формообразования одной крупной отливки самолета взамен 400 штук штампованных заготовок и 2200 заклепок. Конечно, изготовление такой крупной и сложной отливки требует настоящего искусства литейщиков и больших затрат при ее формообразовании. Несмотря на это, стоимость литого узла по сравнению с клепаным из штампованных деталей была снижена на 38%.

Литье позволяет изготовлять детали любой массы, размеров и конфигурации, из любых сплавов. Например, чугунные детали нельзя изготовить иным способом, кроме литья. С каждым годом к служебным свойствам чугуна как конструкционного материала предъявляются все более высокие требования, что делает необходимым изыскания новых, более эффективных способов формообразования отливок. Перед наукой и производством стоит большая задача замены стального проката высококачественными чугунами, что создает литейщикам новые большие проблемы.