*-=-*p#-=-#Когда говорят о гравитационном литье, многие представляют себе что-то архаичное — мол, просто залил металл в форму под силой тяжести и всё. Но это поверхностно. На деле, если копнуть, это целая философия управления металлом. Да, здесь нет внешнего давления, как в литье под давлением, но именно в этом и кроется сложность. Всё зависит от того, как ты подготовишь форму, как рассчитаешь литниковую систему, какую температуру выдержишь. Малейший просчёт — и вместо плотной отливки получаешь усадочную раковину или недолив в тонкой стенке. Сам через это проходил не раз.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Суть процесса: где кроются подводные камни*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Основа — это, конечно, форма. Чаще всего — разборная кокильная, из чугуна или стали. Её температура перед заливкой — критический параметр. Если перегреть, металл будет ?кипеть?, поверхность отливки получится рыхлой. Если недогреть — холоднослитина, короткий пробег металла по полости формы. Приходилось подбирать буквально эмпирически, ведя журнал для разных сплавов. Для алюминиевых, скажем, это один диапазон, для медных — другой.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Заливка. Кажется, что проще — лей себе. Но скорость имеет значение. Слишком быстро — турбулентность, захват воздуха, оксидные плёнки внутри отливки. Слишком медленно — преждевременное остывание. Идеальный фронт металла должен подниматься спокойно и последовательно. На одном из проектов по корпусной детали из *-=-*strong#-=-#нержавеющей стали*-=-*/strong#-=-# долго не могли избавиться от скрытых раковин в рёбрах жёсткости. Оказалось, проблема была в конструкции стояка — он создавал слишком резкий первоначальный поток.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#И вот тут важный момент — материал. *-=-*strong#-=-#Гравитационное литьё*-=-*/strong#-=-# часто выбирают для средних и крупных отливок из чугуна, стали, алюминиевых и медных сплавов. Но когда речь заходит о специальных сплавах, например, никелевых или кобальтовых, всё усложняется. Их поведение при кристаллизации под действием только гравитации — это отдельная тема. Требует особых покрытий для форм и точнейшего теплового режима.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Из практики: успехи и провалы*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Хорошо помню заказ на крупную крышку подшипникового узла из серого чугуна. Отливка весом под 200 кг. Конструкторы сделали стенки разной толщины, с массивными фланцами. При стандартном подходе в массивных местах гарантированно получались усадочные пороки. Пришлось комбинировать — использовать наружные холодильники из чугунной стружки на форме и продуманные прибыли. Не с первого раза, но вытянули — отливка прошла УЗК.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#А был и провальный случай. Пытались сделать тонкостенный корпус из алюминиевого сплава А356. Форма была сложная, с рёбрами. Решили сэкономить на системе питания, сделать её минимальной. Результат — около 30% брака по недоливам в верхних, самых тонких частях. Металл не успевал заполнить всё до затвердевания. Пришлось переделывать оснастку, добавлять дополнительные ходы. Урок: в *-=-*strong#-=-#гравитационном литье*-=-*/strong#-=-# ?жадничать? на литниковой системе себе дороже.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Ещё один аспект — качество поверхности. Без внешнего давления металл хуже облегает мельчайшие детали формы. Поэтому для получения чёткой графики или мелкого рельефа часто приходится использовать специальные облицовочные смеси или покрытия. Мы, например, для ответственных стальных отливок применяли покрытия на основе циркона — давало хороший результат по чистоте поверхности.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Связь с последующей обработкой: почему это важно сразу закладывать*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Отливка — это часто лишь заготовка. Потом будет механическая обработка. И здесь многие допускают ошибку, рассматривая литьё и *-=-*strong#-=-#ЧПУ обработку*-=-*/strong#-=-# как абсолютно независимые этапы. Это не так. Ещё на этапе проектирования литейной технологии нужно закладывать припуски, понимать, как может деформироваться отливка при охлаждении в форме, где будут литники (их места после отрезания тоже часто требуют подшлифовки).*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Был опыт работы с компанией Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), которая как раз совмещает многолетний опыт в литейном деле (включая точное литьё по выплавляемым моделям и *-=-*strong#-=-#гравитационное литьё*-=-*/strong#-=-#) с мощным парком станков с ЧПУ. Это правильный подход. Когда один производитель контролирует всю цепочку — от модели и формы до готовой обработанной детали — проще избежать ?перекладывания ответственности?. Если отливка имеет скрытый внутренний дефект, он вскроется при механической обработке, и вопрос будет решаться в рамках одного предприятия.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#На их сайте tsingtaocnc.com видно, что они работают с широким спектром материалов — от чугуна и конструкционной стали до специальных сплавов. Для гравитационного литья это ключево. Потому что, например, литьё жаропрочного никелевого сплава — это одни параметры, а литьё коррозионностойкой нержавейки — другие. И припуски на обработку, места установки на станке — всё будет отличаться. Универсальных решений нет.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Оборудование и оснастка: дорого ли это на самом деле*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Первое впечатление — раз нет дорогостоящих пресс-форм высокого давления или вакуумных установок, значит, и входной билет дешёвый. Отчасти да, для простых отливок. Но если говорить о серийном производстве качественных деталей, то стоимость проектирования и изготовления хорошего металлического кокиля (изложницы) может быть весьма высокой. Особенно если требуется активное охлаждение каналами или сложная система подвижных стержней.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Срок службы оснастки — отдельная тема. Чугунная форма под алюминий может выдержать десятки тысяч заливок, а под чугун — значительно меньше из-за термоударов. Нужно постоянно следить за состоянием рабочей поверхности, микротрещинами. Иногда дешевле вовремя сделать ремонт наплавкой и фрезеровку, чем ждать, когда форма ?порвёт? отливку.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Для мелкосерийного производства или прототипирования иногда используют формы из графита или композитных материалов. Но тут есть ограничения по точности и стойкости. Лично я считаю, что для проверки концепции детали это допустимо, но для выпуска даже небольшой партии в 50-100 штук уже стоит задуматься о стальной оснастке.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Кому и когда это нужно: область применения*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#*-=-*strong#-=-#Гравитационное литьё*-=-*/strong#-=-# — не панацея, но в своей нише незаменимо. Это, прежде всего, детали средних и крупных габаритов, где важна хорошая плотность металла в сечении, но нет требований сверхтонких стенок (менее 3-4 мм, тут уже нужно смотреть в сторону литья под давлением или по выплавляемым моделям).*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Типичные изделия: корпусы редукторов, крышки, арматура для трубопроводов, колесные диски (не все, конечно), элементы станин станков. В автомобилестроении, энергетике, общем машиностроении. Когда нужна прочность, но и экономическая целесообразность тоже важна — для больших отливок литьё под давлением часто просто не существует из-за ограничений по размеру и стоимости оборудования.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Если вернуться к примеру QSY, то их специализация на *-=-*strong#-=-#литьё в оболочковые формы*-=-*/strong#-=-#, инвестиционное литьё и *-=-*strong#-=-#гравитационное литьё*-=-*/strong#-=-# как раз покрывает широкий спектр таких задач. Оболочковые формы дают хорошую точность для серии, инвестиционное — для сложнейших контуров, а гравитационное — для солидных, прочных деталей. И всё это потом можно довести на своём же *-=-*strong#-=-#ЧПУ*-=-*/strong#-=-# до кондиции. Это комплексное решение, которое я уважаю.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Вместо заключения: мысли вслух*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Так что, гравитационное литьё — это далеко не примитивно. Это метод, требующий глубокого понимания металлургии, теплотехники, конструирования оснастки. Здесь многое строится на опыте и чутье. Можно всё рассчитать в симуляторе, но реальное поведение металла в форме всегда вносит коррективы. Главное — не считать его устаревшим. Для массы задач это оптимальный по соотношению ?цена-качество-сроки? способ получить металлическую деталь. Просто нужно знать его сильные стороны и ограничения, не пытаться выжать из него то, на что он не рассчитан. И, конечно, думать на два шага вперёд — о последующей обработке и конечном применении детали. Тогда и результат будет правильным.*-=-*/p#-=-#