Кокиль для литья представляет собой разборную форму, которая используется для изготовления различных отливок из расплавленного металла.
Кокильное литье – один из способов литья, представляющий собой процесс заливки в формы расплавленного металла и получение в результате готовой отливки. Формы для изготовления отливки в кокиле предназначены для многократного использования, что очень удобно и часто используется в литейном производстве для выпуска серийных отливок.
Кокиль для литья состоит из полуформы, платформа, стержни, закрепляющие замки и фиксаторы.
Кокили могут содержать один, несколько или ни одного разъёма.
Давайте более детально рассмотрим виды кокиля:
- неразъемные (вытряхной кокиль) которые используются для отливки простых форм и конфигураций
- кокиль с вертикальным разъемом, используемый для получения форм с выступами на наружной поверхности
- кокиль с комбинированным разъемом, используемый для изготовления сложных отливок.
Процесс отливки в кокиль происходит в несколько этапов.
Первое что нужно сделать это подготовить кокиль к заливке металла, для этого его тщательно очищают от следов ржавчины, масла и прочих загрязнений. После чего наносится слой кокильной краски и огнеупорного покрытия на рабочую поверхность и металлические стержни. Этот процесс необходим для контроля резкого повышения температуры на рабочей поверхности и регулировки скорости охлаждения отливки. Состав краски и покрытия зависит от того какой сплав металла будет использоваться, а толщина слоя напрямую зависит от того как быстро необходимо охладить деталь. Чем толще нанесен слой огнеупорного покрытия, тем медленнее происходит процесс охлаждения отливки. Кокиль нагревают до температуры 250-300 °С.
Далее устанавливаются стержни (песчаные или керамические), если таковые необходимы для получения необходимой отливки, соединяются полуформы и сжимаются специальными замками, после чего приступают к процессу заливки расплавленного метала в форму. Последним этапом идет извлечение отливки из кокиля, для этого охлаждают деталь до необходимой температуры, открывают кокиль, извлекают металлический стержень. Если для отливки необходимо было использование песчаного стержня, его выбивают из формы и проводят контроль качества полученной отливки.
К основным особенностям литья в кокиль относятся:
- возможность многократно использовать металлическую форму кокиля
- снижение себестоимости готового изделия, за счет уменьшения трудовых ресурсов на изготовление смеси и дальнейшую механическую обработку
- автоматизация процессов литья
- высокая теплопроводность, теплоемкость и прочность формы, что способствует быстрому затвердеванию изделий
- газонепроницаемость и минимальная газотворность кокиля
- минимальные погрешности размеров отливок
- получение мелкозернистой структуры деталей за счет ускоренной кристаллизации, герметичности отливок и высоким физико-механическим свойствам
К преимуществам также можно отнести факт того что литье в кокиль относится к малооперационному процессу. Практически все этапы проводятся автоматически. Данная технология позволяет изготовить разнообразный ассортимент деталей и удобна в применении серийного производства изделий из различных видов металла (стали, чугуна, сплавов из алюминия и магния) масса которых может достигать несколько сотен килограммов.
Помимо множества достоинств в данном способе литья выделяют следующие недостатки:
- дороговизна кокиля и сложность в изготовлении различных геометрических конфигураций (наличие дополнительных разъемов, вставок, стержней)
- ограниченная стойкость кокиля. Этот показатель показывает, какое количество годных отливок можно получить. Процесс литья в кокиль с точки зрения экономической эффективности напрямую зависит от стойкости кокиля.
- опасность образования трещин на отливках из-за неподатливости кокиля.
На сегодняшний день можно смело сказать, что одним из наиболее распространённых видов литья является литье в кокиль, так как оно уменьшает вредное воздействие на окружающую среду, а также относится к малооперационному, малоотходному и материалосберегающему процессу, улучшающему условия труда в цехах, за счет автоматизации процесса литья.