Литьё в землю и песчаные формы

Что такое литьё в песчаные формы и где применяется

Литьё в песчаные формы (исторически — «литьё в землю») — самая универсальная технология получения отливок из чугуна и цветных сплавов в разовой форме из песчано-глинистой смеси. Форма изготавливается заново под каждую отливку: модельная оснастка прижимается в опоке к формовочному песку с глиной как связкой, опоки скрепляются, в полость заливается расплавленный металл, после охлаждения форма выбивается и отливка извлекается.

Технология применяется там, где не оправдан кокиль (большие габариты, штучный или мелкосерийный заказ, сложная геометрия с внутренними полостями) и где не нужна повышенная плотность структуры центробежного литья. Это основной метод для крупногабаритных корпусных чугунных деталей, станин, плит и тяжёлых отливок массой от нескольких килограммов до нескольких тонн.

В нашем производстве в землю мы льём чугун марок СЧ15–СЧ35 и ВЧ40–ВЧ80, бронзу и латунь для арматуры и корпусных деталей. Изготавливаем отливки по чертежам заказчика от единичной партии — оснастка делается под конкретный заказ.

Технология процесса

Песчано-глинистая форма собирается из двух полу-форм в опоках — нижней (низ) и верхней (верх). На модельной плите формуется отпечаток отливки в формовочной смеси, прорезаются литниковая система и выпоры, опоки переворачиваются и скрепляются, в выходящие наружу литники заливается расплав. После затвердевания и контролируемого охлаждения форма выбивается, отливка очищается от пригоревшей формовочной смеси, отрезаются литники и прибыли, поверхность зачищается под механическую обработку.

Формовочная смесь — кварцевый песок с глиной как связкой и водой. После выбивки смесь перерабатывается и используется повторно. Для ответственных отливок применяются сухие формы (после формовки опоки сушатся в печи) — повышается прочность стенок формы и качество поверхности отливки.

Что мы изготавливаем литьём в землю

Типовая номенклатура отливок:

• Корпусные чугунные детали — корпуса насосов, корпуса редукторов, картеры, корпуса арматуры. Чугун СЧ20, СЧ25, ВЧ50.
• Станины и плиты — станины станков, плиты прессов, рамы, опорные плиты. Серый чугун с виброгасящими свойствами.
• Маховики, шкивы, ступицы — детали с массивной геометрией и внутренней полостью.
• Тяжёлые отливки для дробильно-размольного оборудования — корпуса конусных и щёковых дробилок, рамы и кронштейны грохотов, опорные плиты, маховики.
• Бронзовые и латунные отливки — корпуса арматуры, фитинги, штуцера, проходные элементы трубопроводной арматуры из бронзы и латуни.

Готовые изделия передаются на механическую обработку — токарную, фрезерную, сверлильную — до чертёжных размеров.

Сравнение с кокильным и центробежным литьём

Три технологии формы покрывают разные классы отливок. Выбор зависит от геометрии, массы, серийности и требований к структуре.

Практическое правило: крупногабаритная корпусная деталь или штучный заказ — литьё в землю; серийная корпусная деталь среднего размера — кокиль; полое тело вращения — центробежное литьё.

Марки сплавов для литья в песчаные формы

Технология применима ко всем стандартным литейным сплавам, которые мы используем.

• Серый чугун (СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ35) по ГОСТ 1412-85 — основной материал для корпусных деталей, станин, плит. Хорошо льётся, имеет низкую усадку, гасит вибрации. Подробнее — чугун.
• Высокопрочный чугун (ВЧ40, ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80) по ГОСТ 7293-85 — для нагруженных корпусных деталей: коленчатые валы редукторов, корпуса насосов высокого давления, картеры.
• Бронза (БрОЦС5-5-5, БрАЖ9-4, БрОФ10-1, БрАЖМц10-3-1,5) — для отливок в землю используется при изготовлении корпусной арматуры, фитингов, тяжёлых втулок большого диаметра. Все марки и применения — на странице бронза.
• Латунь (ЛЦ40С, ЛЦ16К4) по ГОСТ 17711-93 — для отливок водопроводной и пневматической арматуры. Подробнее — латунь.

Габариты, точность и припуски

Стандартный рабочий диапазон литья в песчаные формы:

• Масса отливки — от 5 кг до 1500 кг по чугуну, от 1 кг до 300 кг по бронзе и латуни. Под крупногабарит свыше указанного — отдельное согласование.
• Габариты — определяются размером опоки и мощностью плавильной печи; типовая отливка вписывается в куб 1500×1500×1500 мм.
• Точность размеров — 11–14 квалитет, типовое отклонение ±1–2 мм на 100 мм длины.
• Шероховатость — Rz 80–160 в литом состоянии, Rz 20–40 после черновой токарной обработки, Rz 1,25–6,3 после финишной мехобработки.
• Припуск на механическую обработку — 3–5 мм для деталей до 300 мм, 5–8 мм для деталей свыше.

Как заказать литьё в землю

Принимаем заказы от 1 штуки. Для расчёта пришлите чертёж в любом из форматов: PDF, DWG, DXF, STEP, IGES. Приложите эскиз с проставленными размерами, допусками и требуемой шероховатостью; укажите марку сплава или условия эксплуатации, чтобы мы подобрали материал. Расчёт стоимости и срока изготовления — в течение 24 часов после получения чертежа.

Срок изготовления — от 7 рабочих дней (изготовление модельной оснастки + формовка + плавка + выбивка + очистка + ОТК). Для серийных партий после первого заказа модельная оснастка хранится у нас, повторные партии идут от 5 рабочих дней. Подробнее об организации работы по чертежу — на странице Литьё по чертежам заказчика.

Поставляем по всей РФ транспортными компаниями. На каждую партию — паспорт качества, протокол химического анализа и ОТК. Финишная механическая обработка до чертежных размеров — по запросу за отдельную цену.

Частые вопросы

Какие чертежи и форматы принимаете для литья в землю?

Принимаем PDF, DWG, DXF, STEP, IGES. Подходит и эскиз от руки с проставленными размерами, допусками, шероховатостью, материалом и количеством. Если есть только образец детали — пришлите фото и обмеры; восстановим чертёж и согласуем с вами перед литьём.

Какой массой и габаритом отливки изготавливаете?

В стандартном режиме — масса от 5 кг до 1500 кг по чугуну, от 1 кг до 300 кг по бронзе и латуни. Габарит вписывается в куб со стороной 1500 мм. Под крупногабаритные отливки свыше — отдельное согласование с технологом.

Какие сплавы льёте в песчаные формы — только чугун или бронзу/латунь тоже?

Чугун (серый СЧ15–СЧ35 и высокопрочный ВЧ40–ВЧ80), бронза (БрОЦС5-5-5, БрАЖ9-4, БрОФ10-1, БрАЖМц10-3-1,5), латунь (ЛЦ40С, ЛЦ16К4). Сталь не льём — для стальных отливок ищите специализированный сталелитейный завод.

Чем литьё в землю отличается от литья в кокиль и центробежного литья?

Форма разовая — изготавливается заново под каждую отливку. Это даёт максимальную свободу геометрии и экономически оправдано на штучных заказах и крупногабарите. Кокиль работает на серии — металлическая форма многоразовая, плотнее структура, меньше припуск. Центробежное литьё — только для тел вращения с полостью.

Какой срок изготовления и минимальная партия?

От 1 штуки. Срок первой партии — от 7 рабочих дней (нужно изготовить модельную оснастку). Повторные партии при сохранённой оснастке — от 5 рабочих дней. Под срочные заказы согласуем ускоренный режим индивидуально.

Делаете ли мехобработку отливок до готовой детали?

Да. После литья отправляем заготовки на механическую обработку — токарную, фрезерную, сверлильную — и сдаём готовую деталь под чертёж. Можно заказать «литая заготовка с припуском» или «деталь под чертёж в размер» — на ваш выбор.