Литво в кокіль

Кокіль (Мал.29) – металева форма заповнювана металом під тиском гравітаційних сил.

Литво в кокіль є прогресивним способом одержання фасонних відливок різноманітної конфігурації і розмірів, який забезпечує високу якість і економічний ефект в умовах крупносерійного виробництва. Спосіб застосовують для одержання відливок з різних сплавів, але особливо широко для виробництва відливок з кольорових сплавів, головним чином з алюмінієвих. Тому, що швидке охолодження відливки в кокілі приводить до здрібнювання структури металу і, отже, до поліпшення механічних властивостей.

Кокілі досить довговічні при виробництві відливок з легкоплавких сплавів. Наприклад, для алюмінієвих відливок температура заливання металу не перевищує 850°С, стійкість форми досягає 50000 відливок і більш.

У порівнянні з литвом у піщані форми литво в кокілі має переваги:

- збільшується знімання відливок з 1м² виробничої площі в 2-4 рази;

- підвищується продуктивність праці в 3-4 рази;

- зменшується обсяг обробки різанням унаслідок зменшенням припусків на обробку;

- збільшується вихід придатного;

- скорочується витрата стержневих сумішей і виключаються формувальні суміші;

- зменшується брак і поліпшується зовнішній вигляд відливок;

- підвищується точність відливок і значення механічних властивостей литого металу;

- скорочується цикл виготовлення відливок.

Унаслідок викладеного на 10-15% знижується собівартість відливок (в умовах крупносерійного виробництва).

Кокілі мають і недоліки:

- відсутність піддатливості і газопроникності;

- швидке охолодження розплаву при заливанні, при цьому він утрачає рідкотекучість і погано заповнює форму;

- висока вартість, унаслідок великої трудомісткості при виготовленні, особливо при складній конфігурації;

- низька стійкість при литві чавунних і сталевих відливок унаслідок високої температури заливки розплаву;

- утворення поверхневого відбілу на чавунних відливких, звідси необхідність додаткової операції – відпалу.

Головна особливість кокілів – велика швидкість охолодження, а отже, і кристалізації залитого розплаву, обумовлена високим коефіцієнтом теплопровідності матеріалу форми, що впливає на структуру і властивості відливок. Однак швидкість охолодження у визначених межах можна регулювати нанесенням на робочу поверхню форми спеціальних покрить, які мають визначену теплопровідність, а також зміною температури форми. Кокілі застосовують в основному для виготовлення дрібних і середніх відливок. Конфігурація відливки повинна забезпечити вільне видалення її з форми. Зовнішні поверхні відливки, утворені формою, і внутрішні поверхні, утворені металевими стержнями, повинні мати ливарні ухили в напрямку вилучення відливки з форми і стержнів з відливки.

Конструкція і виготовлення кокілів. Конструкція кокілю обумовлюється конфігурацією відливки, розташуванням її у формі й умовами даного виробництва. До основних елементів конструкції кокілю відносяться матриці (частина самої форми), стержні і механізми, які приводять їх у рух.

Поверхня рознімання для кокілю вибирають так само, як і для разової (піщаної) форми, але при цьому варто пам'ятати, що кокіль зовсім газонепроникний. Тому ливникову систему варто виконувати таким чином, щоб розплав заповнював форму, витісняючи з неї повітря. Масивні частини відливки, які вимагають додаткового живлення, необхідно розташовувати вгорі, для того щоб їх можна було забезпечити живленням від додатку. Циліндричні відливки найчастіше розташовуються в кокілі вертикально, плоскі відивки варто поміщати на ребро, а відливки коритоподібного перетину - опуклою поверхнею догори.

Рознімання кокілю може бути вертикальний, горизонтальний, складний.

Кокіль може бути виготовлений для деталі (одногніздний) чи для декількох деталей (багатогніздний). Матриці можуть бути цільними чи складатися з декількох частин (у складних кокілях). Стрижні в багатьох випадках також роблять металевими. Тільки дуже складні стрижні у відливких, де не можна виконати конус на стрижні і де потрібна велика піддатливість, роблять піщаними. Металеві стрижні забезпечують одержання чистої поверхні і точних розмірів. Складні металеві стрижні для зручності витягу їх з відливки звичайно роблять складеними.

Відразу після заливання форми розплавом внутрішню частину небагато піднімають, що уможливлює більш вільну усадку відливки. Потім цю частину стрижня виймають зовсім і по черзі видаляють бічні частини, посуваючи їх до центра.

Конструкція кокілю повинна бути простій і разом з тим міцної і жорстк. Переходи від товстих стінок до тонкого повинні бути плавними. Ребра жорсткості варто виконувати не занадто високими і тонкими. Товщину ребра приймають 0,7-0,75 товщини стінки форми.