Кокільне лиття або, як кажуть, лиття в постійні форми, за визначенням Держстандарту - це "лиття металу, здійснюване вільної заливанням кокілів". У свою чергу кокіль (від французького слова coquil) - "металева форма з природним або примусовим охолодженням, що заповнюється розплавленим металом під дією гравітаційних сил".
Як свого часу писав Н.Н Рубцов "думка замінити разову форму більш стійкою полупостоянного, а ще краще постійної без сумніву була неотвязчівой мрією древніх ливарників". І не дивно, що вже в давні часи ливарники використовували кам'яні форми, а в окремих випадках прості металеві для повторюваних (серійних) виробів.
Кокіль зазвичай складається з двох полуформ. плити. вставок. Напівформи взаємно центруються штирями. і перед заливкою їх з'єднують замками. Порожнини і отвори в литві можуть бути ви-заповнені металевими або піщаними стерж-нями, вилучаються з від-лівкі після її Затвердевая-ня і охолодження до за-даної температури Рас-плав заливають в кокіль через литниковую систему, виконану в його стін-ках , а харчування масивних вузлів виливки здійснювала-вляется з прибутків (що живлять випоровши).
При заповненні ко-кіля розплавом повітря і гази видаляються з його
робочої порожнини через вентиляційні випори. пробки. канали між металевими частинами. утворюють вентиляційну систему кокиля.
Основні елементи кокиля - напівформи, плити, вставки, стрижні т.д.- зазвичай виготовляють з чавуну або сталі. Вище розглянуто кокіль простій конструкції, але в практиці використовують кокілі різних, дуже складних конструкцій.
Основні операції технологічного процесу. Перед затоку-кою розплаву новий кокіль підготовляють до роботи: поверхню робочої порожнини і роз'єм ретельно очищають від слідів загряз-нений, іржі, масла, перевіряють легкість переміщення рухомих частин, точність їх центрування, надійність кріпл-ня. Потім на поверхню робочої порожнини і металевих стрижнів наносять шар вогнетривкої покриття - облицювання і фарби. Склад облицювань і фарб залежить в основ-ному від сплаву, що заливається, а їх товщина - від необхідної швидкості охолодження виливки: чим товще шар вогнетривкої покриття, тим повільніше охолоджується виливок. Разом з тим шар вогнетривкої покриття оберігає робочу поверхню форми від різкого підвищення її температури при заливці, оплавлення і тужавіння-вання з металом виливки.
Перед нанесенням вогнетривкого покриття кокіль нагрівають га-зовимі пальниками або електричними нагріву-ками до температури 150 ... 280 0 C. Фарби нано-сят на кокіль
зазвичай у вигляді водної суспензії че-рез пульверизатор. Вода крапель водної суспензії, що потрапляють на поверхню нагрітого кокиля, випаровуються, а ог-неупорная складова рівним шаром покриває поверхню.
Після нанесення вогне-наполегливої покриття кокіль нагрівають до робочої тим-ператури, що залежить в ос-новному від складу зали ваемого сплаву, товщини стінки виливки, її роз-рів, необхідних властивостей. Потім в кокіль встановлюють піщані або керамічні стрижні. в разі їх необхідності для отри-ня виливки; половини кокиля з'єднують і скреп-ляють спеціальними зажимами, а при установці кокиля на ко-кільна машині за допомогою її механізму замикання, після чого заливають розплав в кокіль. Часто в процесі затвердіння і охолодження виливки, після того як вона придбає достатню міцність, металеві стрижні «підривають», т. Е. Частково витягують з виливки. Це роблять для того, щоб зменшити обтиснення вмощується відливанням металевого стержня і полегшити його витяг з виливки. Після охолодження виливки до заданої температури кокіль розкривають, остаточно отримують метал-металевий стрижень і видаляють виливок з кокіль. З виливки вибивають піщаний стрижень, обрізають літники, прибутку, випори, контролюють якість відливання. Потім цикл повторюється.
Перед повторенням циклу оглядають робочу поверхню кокіль, площину роз'єму. Зазвичай вогнетривку фарбу наносять на робочу поверхню кокіль 1 ... 2 рази на зміну, зрідка віднов-навлівая її в місцях, де вона відшарувалася від робочої поверхні. Так як за час вилучення виливки і забарвлення робочої поверхні кокиля він надмірно охолоджує-ся, що частіше буває при лиття тонкостінних виливків, кокіль знову підігрівають до робочої температури. Якщо ж виливок досить масивна, то, навпаки, кокіль може нагріватися її теплотою до температури більшої, ніж необхідна робоча, і перед наступною заливкою нею охолоджують. Для цього в кокіль передбачають спеціальні системи охолодження,
Як видно, процес лиття в кокіль - малоопераційних. Маніпуляторні операції досить прості і короткочасні, а лимитирующей за тривалістю операцією являє-ся охолодження виливка у формі до заданої температури. Практи-но всі операції можуть бути виконані механізмами машини або автоматичною установки, що є істотним най-муществом способу, і, звичайно, найголовніше - виключається трудомісткий і материалоемкий процес виготовлення разової форми: ко-кіль використовується багаторазово.