Литье в кокиль (кокильное литье)

Литье в кокиль (кокильное литье), или литье в металлическую форму многоразового использования, является одним из прогрессивных методов производства. Оно предназначено для получения отливок из чугуна, стали, алюминиевых, магниевых, цинковых, медных и других сплавов. Наиболее широко применяется литье в кокиль при применении цветных металлов. Кокильное литье повышает формовочную площадь (в 2—6 раз), производительность труда (в 1,5—6 раз), точность исполнения отливки, выход годного литья благодаря уменьшению припусков. При этом методе литейного производства снижаются количество брака (особенно, если отливки подвергаются гидропробе) и себестоимость продукции.

Отливки, затвердевшие в металлической форме, имеют более плотную мелкозернистую структуру и более высокие механические свойства. Значительно улучшаются санитарно-гигиенические условия работы. Недостатками кокильного литья являются невысокая стойкость форм, высокая стоимость их изготовления при отливке чугунных и стальных деталей, отбел и неоднородность структуры металла по сечению отливки. Для ликвидации отбела применяют защитные покрытия в виде обмазок, красок, припыленного ферросилиция, наносимых перед заливкой на рабочую поверхность кокиля, а также выбивку горячих деталей при температуре более 700 °С и перенос их в условия медленного охлаждения (печь, колодец, песок), отжиг в печи.

Стойкость кокиля является наиболее важным фактором, определяющим рентабельность и области применения данного способа. Стойкость форм при литье цинка, алюминия и магния измеряется сотнями тысяч отливок, количество отливок из чугуна составляет 1500—2000 шт., из стали — 600—700 шт. Если для цветных сплавов выгодно изготовлять металлические формы сложной конфигурации, то для отливок из чугуна и стали следует ограничиваться выбором несложных деталей, так как в противном случае значительные затраты и высокая стоимость кокилей приводят к нерентабельности литья. Наиболее выгодным является кокильное литье алюминиевых сплавов, так как оно, улучшая структуру отливок, является эффективным методом борьбы с газовой и усадочной пористостью этих сплавов.

Большое влияние на свойства чугуна и других металлов оказывает температура заливки кокиля. С повышением температуры   заливки   увеличивается   жидкотекучесть   металла, лучше заполняются тонкостенные формы, но снижается стойкость кокиля, усиливаются его коробление и разгар. Изменение температуры заливки влияет на скорость кристаллизации и охлаждения отливок. Чем ниже температура заливки, тем больше скорость охлаждения и более мелкозернистой получается структура металла. Но наряду с положительным влиянием увеличение скорости охлаждения повышает отбел чугуна вследствие образования цементита. Для чугуна желательная высокая температура заливки. Это способствует разогреву кокиля, замедлению процесса кристаллизации, уменьшению отбела и удалению растворимых газов. Рекомендуемая температура заливки серого чугуна в кокиль составляет 1350—1260 °С в зависимости от толщины стенок отливки.