Ливарне виробництво

Коротко

• Литтям можна отримати деталь майже будь-якої складності й маси — від кількох грамів до сотень тонн.
• Виливки становлять у середньому 50–70 % маси машин, у верстатах — до 90 %.
• Найпоширеніший ливарний сплав — чавун; широко ллють також сталь, сплави алюмінію, міді, магнію й цинку.
• Форми бувають разові (піщані) та постійні (металеві), які витримують сотні й тисячі заливань.

Лиття — одна з найдавніших металообробних технологій. Бронзові сокири, наконечники списів і прикраси бронзової доби відливали в кам’яні та глиняні форми, а ливарники Київської Русі й козацької України славилися дзвонами та гарматами. Сучасне ливарне виробництво зберегло той самий принцип, але працює з десятками сплавів і автоматизованими лініями.

Як виготовляють виливок

Типовий цикл лиття в піщані форми складається з таких етапів:

1. Модель і стрижні. За кресленням роблять модель — копію деталі з припусками на усадку та обробку. Внутрішні порожнини утворюють стрижні зі спеціальної суміші.
2. Формування. Модель ущільнюють формувальною сумішшю (кварцовий пісок, глина або синтетичні в’яжучі), виймають і встановлюють стрижні. Цю роботу виконують формувальні машини, піскомети, піскодувні та піскострільні машини.
3. Плавлення. Чавун традиційно плавлять у вагранках, сталь — в електродугових печах, кольорові сплави — в індукційних і тигельних.
4. Заливання і твердіння. Метал через ливникову систему заповнює форму й застигає.
5. Вибивання та очищення. Виливок звільняють від суміші, обрубують ливники, очищають і за потреби піддають термічній обробці.

Основні способи лиття

Спосіб	Особливість	Де застосовують
У піщані форми	разова форма, будь-які розміри	станини, корпуси, великі деталі
У кокіль	металева форма багаторазового використання	поршні, деталі з алюмінію
Під тиском	метал вприскують у прес-форму під високим тиском	корпуси побутової техніки, автодеталі
Відцентрове	форма обертається, метал притискається до стінок	труби, втулки, гільзи
За виплавлюваними моделями	керамічна оболонка навколо воскової моделі	турбінні лопатки, ювелірні вироби
Безперервне	метал безперервно витягують із кристалізатора	злитки, заготовки для прокату

Сплави і дефекти

Чавун добре заповнює форму й мало дає усадки, тому з нього відливають найбільше деталей. Сталеві виливки міцніші, але мають більші внутрішні напруження й потребують термічної обробки. Кольорові сплави обирають там, де важливі мала маса, стійкість до корозії чи електропровідність.

Найчастіші вади виливків — усадкові раковини, газова пористість, тріщини, недоливи. Їх виявляють контролем розмірів і методами дефектоскопії: рентгеном, ультразвуком, магнітними й капілярними методами.

В Україні

Ливарні цехи є на більшості машинобудівних і металургійних підприємств країни. Галузеві дослідження веде Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України в Києві.

Запитання

Чим лиття відрізняється від кування чи штампування?

Під час лиття метал набуває форми в рідкому стані, тож можна отримати складні внутрішні порожнини й тонкі ребра, які важко зробити тиском. Кування й штампування деформують твердий метал, ущільнюючи його структуру, тому кована деталь зазвичай міцніша. Для корпусів, станин, блоків двигунів обирають лиття, для валів і шатунів — частіше кування.

Що таке лиття за виплавлюваними моделями?

Це один із найточніших способів. Модель деталі роблять із воску чи подібного легкоплавкого складу, покривають кількома шарами вогнетривкої суміші, потім віск виплавляють. У порожнисту керамічну оболонку заливають метал. Так виготовляють лопатки газових турбін, ювелірні вироби, медичні імплантати; ідея методу відома ще з бронзової доби.

Див. також

• Конверторне виробництво Конвертор — грушоподібна сталева посудина, викладена всередині вогнетривкою цеглою, що повертається на цапфах для заливання чавуну й зливання сталі.
• Мартенівська піч Висока температура досягається завдяки регенераторам — камерам із вогнетривкою цеглою, які нагріваються відхідними газами й віддають тепло повітрю та паливу.
• Дефектоскопія Основні методи — візуально-оптичний, акустичний (ультразвуковий), магнітний, вихрострумовий, капілярний, радіаційний (рентгенівський і гамма).
• Розділ «Металургія та металознавство» Добування й обробка металів, сплави та їхні властивості.

Джерела

1. Ливарне виробництво — Вікіпедія (українська)
2. Wikidata: Q496098

Статтю написано редакцією словника за наведеними джерелами; дати й факти звірено між ними. Якщо джерела розходяться, це сказано в тексті.