Литье в кокиль (кокильное литье)

На скорость кристаллизации и охлаждения отливки значительно влияет температура нагрева формы перед заливкой. От нее также зависят литейные свойства: усадка, жидкотекучесть, пористость отливок. Оптимальной температурой подогрева форм для чугуна следует считать 250—400 °С. При этом получаются умеренная твердость (НВ= 1904-220 МПа) и максимальная прочность. Для стали желательная температура подогрева 150— 300; для алюминия — 250—470 °С. Кокиль имеет повышенную теплопроводность по сравнению с земляной формой и воздухом, что увеличивает скорость охлаждения отливок и образование цементита в чугуне. Поэтому необходима высокая температура выбивки отливок (например, для чугунных отливок 950 °С). Для уменьшения скорости охлаждения отливок поверхность кокиля покрывают слоем облицовки, копоти или краски.

На структуру и свойства отливок, особенно чугунных, большое влияние оказывает их химический состав. Повышение содержания углерода, кремния и фосфора в чугуне способствует его графитизации (выделению графита) и уменьшает отбел. Марганец и сера действуют в противоположном направлении.

В связи с разнообразием отливок кокили имеют различные конструкции. Они бывают разъемные и вытряхные. Разъем может быть плоским и криволинейным, горизонтальным и вертикальным, с металлическими и песчаными стержнями. Вытряхные кокили изготовляют для получения отливок без выступов и углублений на наружной поверхности. Кокили со стержнями и комбинированным разъемом применяются для изготовления сложных отливок. Толщина стенок кокиля зависит от толщины стенок отливок (примерно от 1,5 до 3 их толщины) и в свою очередь влияет на скорость охлаждения отливок и их структуру, а также на стойкость кокиля.

Для удаления отливок из кокиля предусматриваются выталкиватели, так как из-за усадки отливки заклиниваются в форме. В кокилях трудно получить сложные тонкостенные отливки из стали и других сплавов с высокой усадкой из-за практически полного отсутствия податливости формы. Материал кокиля должен обладать высокими жаростойкостью и термостойкостью, малыми коэффициентом линейного расширения и остаточным изменением размеров, высокими механическими свойствами и хорошей обрабатываемостью. Кокили для чугунных и стальных отливок изготовляют из хромоникелевого низколегированного чугуна, для цветных сплавов — из углеродистой стали. Стержни и вкладыши выполняют из легированной стали.