Особенность многократной формы
Кокиль — металлическая форма, используемая многократно. В гравитационном кокильном литье заполнение происходит под действием веса металла; наличие металлической формы само по себе не означает литьё под давлением. Для внутренних полостей могут применяться металлические или расходуемые стержни. Выбор зависит от геометрии, возможности извлечения и требуемой податливости при сокращении отливки.
Главное технологическое отличие от одноразовой песчаной формы — повторяющийся тепловой цикл оснастки. После остановки и в установившейся серии состояние формы различается. Изменяются условия заполнения, теплоотвода и затвердевания. Поэтому контроль только температуры расплава не описывает воспроизводимость процесса: необходима история конкретной формы и отдельных её зон.
Что определяет теплоотвод
Условная локальная оценка плотности теплового потока имеет вид q = h(Tм − Tф), где q выражается в Вт/м², h — эффективный коэффициент теплопередачи в Вт/(м²·К). Если для сравнения принять h = 1000 Вт/(м²·К) и температурную разность 300 К, получится 300 кВт/м². При той же разности и h = 500 поток составит 150 кВт/м². Эти значения заданы для арифметического примера, а не получены для конкретного кокиля.
Эффективный h зависит от покрытия, контакта, зазора после усадки, давления и времени. Он не равен теплопроводности стали формы. Расчёт одного мгновенного потока не даёт времени затвердевания: нужен тепловой баланс металла и формы, скрытая теплота и изменяющиеся граничные условия. Более высокий теплоотвод также не гарантирует лучшего заполнения тонкого участка.
Геометрия и ресурс
| Решение | Преимущество | Ограничение |
|---|---|---|
| Разъёмный кокиль | Повторяемый наружный контур | Извлечение, след разъёма и износ сопряжений |
| Расходуемый стержень | Сложная внутренняя полость | Подготовка, газовыделение и очистка |
| Металлический стержень | Многократное применение | Ограничения извлечения и усадки |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
На стадии проектирования проверяют разъёмы, поднутрения, уклоны, возможность освобождения отливки и доступность очистки. Неравномерные массивные участки меняют тепловую нагрузку формы и создают локальные зоны позднего затвердевания. Увеличение жёсткости оснастки решает одну задачу, но может повысить ограничение усадки; эти эффекты рассматривают совместно.
Как сравнивать с песчаным литьём
Сравнение включает стоимость и ресурс кокиля, подготовку стержней, производительность всей цепочки и затраты на последующую обработку. Изготовление формы оправдано только при определённой серии и частоте повторения заказа. Универсальные обещания увеличения производительности в несколько раз или единого диапазона толщин стенок исключают влияние материала и конструкции и потому мало пригодны для выбора.
В опытной серии отделяют запуск после остановки от установившихся циклов. По каждой полости отслеживают заполнение, геометрию, состояние поверхности и признаки деградации формы. Среднее значение размера может оставаться постоянным при росте разброса из-за износа; для оценки ресурса нужны оба показателя. Осмотр оснастки связывают с количеством циклов и её ремонтной историей.
Припуски и допуски задают на чертеже согласно выбранной системе требований. ISO 8062-3:2023 не устанавливает универсальную достижимую точность любого кокиля. Предварительное решение подтверждают на конкретной отливке, сохраняя связь между геометрией, тепловым состоянием формы и результатами контроля.
Первичные источники
- ItalpresseGauss: What is Die Casting — Описание гравитационного и машинного литья производителя; параметры конкретной установки уточняют по её документации.
- ISO 8062-3:2023 — Действующая опубликованная редакция: размерные и геометрические допуски и припуски для отливок с указанными размерами; область применения проверена 08.10.2026.