Продолжаем тему литьевых форм для заготовок, начало здесь.

Прежде чем перейти к изложению информации, которая будет содержать практический опыт, я бы хотел подробнее рассмотреть два физических процесса, миновать которые при литье металлов никаким образом не получится.

В литейном производстве необходимо учитывать такой фактор как усадку сплава. Усадка бывает объемная и линейная.

Объёмная усадка характеризуется уменьшением объёма металла или сплава при переходе из жидкой фазы в твёрдую. Процент объёмной усадки можно вычислить, взяв плотность вещества в жидком состоянии и в твёрдом. Более подробно данный момент рассматривался в статье: «Как рассчитать цилиндрическую форму для заготовки шкива».
Как правило, в отливках объёмная усадка проявляется в виде усадочных раковин, усадочной пористости (рыхлости) или трещин. С этими явлениями можно бороться и бороться достаточно успешно. Для этого потребуется дополнительная проработка литейных форм и ряд других технических средств. Всё это будет подробно разобрано чуть позже, после рассмотрения более простых литейных форм.

Линейная усадка характеризуется уменьшением линейных размеров во всех направлениях. Она определяет размерную точность полученных отливок, поэтому, при разработке технологии литья и изготовления модельной оснастки, её нужно учитывать в первую очередь. Ниже приведены оценочные параметры линейной усадки для некоторых металлов и сплавов:
- для серого чугуна от 0,8 до 1,3 %;
- для углеродистых сталей от 2 до 2,4 %;
- для алюминиевых сплавов от 0,9 до 1,45 %;
- для медных сплавов от 1,4 до 2,3 %.
Запускается физический процесс линейной усадки сразу после кристаллизации (объёмной усадки) и протекает на всём протяжении остывания отливки.

Иногда оба этих термина (объёмная и линейная усадка) могут объединяться в один - коэффициент температурного расширения. Но для конкретной задачи каждый вид усадок рассматривается в отдельности и в отдельности прорабатывается. Пренебрегать данными физическими явлениями не стоит, так как от них во многом зависит качество отливок и целевой результат.

Что касается линейной усадки, то она далеко не всегда может расцениваться как отрицательное физическое явление. В ряде случаев линейная усадка действительно упрощает производство заготовок. Если рассматривать линейную усадку с положительный стороны, то она позволяет практически без затруднений извлекать отлитые заготовки из простых литейных форм (при условии, что формы выполнены из стали или чугуна). В связи с этим, в первой части данной статьи мы немного и ознакомиться с теорией, дабы было понимание что и почему происходит.

Теперь переходим к практической стороне вопроса изготовления цилиндрических форм для заготовок диаметром от 15 до 50 миллиметров и длиной от 150 и до 300 миллиметров. Важным критерием для небольшой мастерской в части изготовления оснастки, является минимальные трудозатраты и минимальными финансовые вложения в материалы. Чтобы упростить изготовление литейных форм с вышеуказанными параметрами, в качестве материала будут использованы детали амортизаторных стоек от автомобилей.

Как-то очень давно, разобрав амортизаторную стойку автомобиля, я обратил внимание на почти идеальные цилиндры и хромированные штоки. Материал достаточно хороший, но сразу применение всему этому не нашлось.

Валялись эти детали достаточно долго, пока я не занялся литейным делом.

Для изготовления литейных форм подойдут стойки от любого легкового автомобиля или внедорожника. Ниже на фото приведена передняя стойка KYB Excel-G от внедорожника.

В качестве форм для литья можно использовать не только внутренний цилиндр амортизатора, но и его корпус. Перед тем как использовать эти детали литейном процессе они должны быть доработаны. Стоит сразу отметить, что не все корпуса амортизаторов могут применяться. Каждый из корпусов необходимо детально осмотреть, нет ли внутри ступенек, пазов или каких-либо других деталей, которые в последствии не позволят извлечь из него заготовку.

Чтобы добраться до внутренностей амортизатора нужно прорезать корпус стойки в верхней его части в районе обоймы сальника штока. Достаточно сделать прорезь на глубину от двух до трёх миллиметров, после чего корпус можно демонтировать.

Амортизатор разобран. Далее остаётся выполнить минимальные доработки рабочего цилиндра и удалить смазку.

Теперь рассмотрим разборку и устройство амортизаторов 96512804 от автомобиля Дэу Матиз.

Также и в предыдущем случае разрезав корпус в районе обоймы сальника, добираемся до внутренностей амортизатора.

Внутри амортизатора есть два блока клапанов. Нижний блок - клапан сжатия, установлен на рабочем цилиндре. Верхний блок - клапан отбоя, установлен на подвижном штоке. В дальнейшей работе нас будут интересовать детали клапана сжатия.

Разбираем клапан сжатия. Как видим, деталей в этом блоке предостаточно, их около двадцати штук.

От клапана сжатия понадобится только его корпус. С одной из сторон корпуса стачиваем выступающие элементы, далее завариваем отверстия и на токарном станке обрабатываем место сварки. В итоге получаем заглушку для цилиндра. Если была бы подходящая круглая заготовка, то можно было сделать из неё, но на момент изготовления, ничего подходящего под рукой не было. 

Вот такой набор литейных форм получился.

Для маленького цилиндра заглушка (дно) была изготовлена из толстого болта, который уже в качестве крепежа был негоден. 

Впереди нужно будет провести адаптацию под литейные формы ещё несколько цилиндров.

У них также требуется решить вопрос с заглушками.

Формы такого типа себя достойно зарекомендовали. При помощи них уже изготовлено более трёх сотен заготовок из алюминиевого сплава.

 

Дополнительная информация по формам из амортизаторных стоек. Приваренные кронштейны к корпусу амортизаторной стойки, в местах сварки, немного деформируют и коробят металл. Даже этой небольшой деформации иной раз хватает чтобы создать значительные проблемы с извлечением заготовки. Из-за этого большинство корпусов амортизаторов в литейке не использую. Но внутренние цилиндры всегда имеют идеальную форму и требуют минимум доработки.
В следующей части рассмотрим изготовление форм для цилиндрических заготовок диаметром от 90 миллиметров.