Разница между литьем и литейным производством: когда мы говорим о производстве металлов, часто встречаются два термина: литейное производство и литье. Люди, работающие в сфере машиностроения, производства, изготовления металлоконструкций или закупок цепочек поставок, должны понимать разницу между ними. Одним из самых древних и важных процессов производства в истории человечества является литье металла. Он позволяет превратить необработанный металл в хорошо сформированные, прочные промышленные и коммерческие изделия, которые отличаются высокой точностью. Однако слово "литье" обычно употребляется в просторечии, но есть разница между литьем как действием и литейным производством как учреждением, где осуществляется процесс литья. Эти два понятия идут рука об руку, но по сути являются разными.

Литье - это заливка расплавленного металла в форму с целью придания ему определенной формы, будь то шестеренка, фитинг трубы или сложная деталь двигателя. Это один из этапов производственной сборки. Напротив, литейный цех - это место, где происходит этот процесс, а также многие другие, связанные с ним, такие как плавка, подготовка формы, отделка и проверка качества, которые должны происходить согласованно и масштабируемо. Знание разницы между литьем и литейным производством имеет огромное значение для планирования производства, оценки затрат или выбора поставщика.

В этой статье автор дает определение литейного производства, его основных этапов и отличий от общего понятия литья.

Что такое Foundry?

Литейный цех - это место для литья металла. Это место, где расплавленный металл заливается в формы для создания сложных деталей и форм на промышленном предприятии или в мастерской. К числу отраслей, в которых в значительной степени используются литейные цеха, относятся автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, строительство, сельское хозяйство, а также энергетика.

Обзор процессов литейного производства

Нормальная работа литейного цеха включает в себя следующие этапы:

1. Создание узоров: Разработка копии последнего раздела.
2. Подготовка формы: Отливка в полости формы, то есть в песке или металле.
3. Плавление металла: Нагрев металла в расплавленном состоянии.
4. Наливка: Заливка расплавленного металла в форму.
5. Охлаждение и затвердевание: оставляя металл остывать и затвердевать.
6. Очистка и вытряхивание: Снятие формы и очистка.
7. Обработка, отправка и проверка: Шлифовка, обработка и проверка качества.

Литейное производство - это очень техническая среда, сочетающая в себе передовую инженерную и металлургическую науку. Они включают в себя от небольших мастерских до огромных промышленных предприятий, способных производить тысячи отливок в день.

Типы литейных заводов

Литейное производство. Существует несколько разновидностей литейных заводов, специализирующихся на различных видах литья:

• Литейное производство черных металлов:  Скульптура из железа и стали.
• Литейные заводы цветных металлов: Сосредоточьтесь на алюминии, бронзе и других сплавах.
• Литейные заводы: Изготовление небольших партий продукции или деталей по индивидуальному заказу.
• Производственные литейные цеха: Pроизводить большое количество компонентов.

Металлы, которые обычно используются в литейном производстве

В зависимости от сферы применения, литейщики работают с большим количеством разновидностей металлов. Наиболее распространенными из них являются:

• Чугун: Кроме того, он известен тем, что легко поддается литью и создает демпфирование вибрации.
  Литая сталь:  Он обеспечивает большую прочность и жесткость.
• Алюминиевые сплавы:  Не подвергается коррозии и имеет небольшой вес.
• Бронза и латунь:  Они обычно наносятся на декоративные или устойчивые к истиранию детали.
• Магниевые сплавы: Легкие и не так широко используемые из-за риска воспламенения.

Различные металлы ведут себя по-разному в расплавленном состоянии, поэтому литейщикам необходимо учитывать особенности обращения, температуру плавления и материалы форм.

Важные процессы литейного производства

Литейный процесс включает в себя различные фундаментальные процессы, все из которых необходимы для обеспечения качества и точности конечной отливки:

1. Создание узоров  

Шаблон - это копия отливаемого объекта. Она используется для изготовления полости формы. Шаблоны могут быть деревянными, пластиковыми, металлическими или даже из воска, в зависимости от техники литья.

2. Формовка  

Это означает, что негативный оттиск рисунка будет сделан на формовочном материале - песке или керамике. Существует два типа таких форм: 

Зеленая песочная формовка: При формовке в зеленой песчаной форме используется песок с небольшим количеством связующего вещества или без него. Этот процесс используется для изготовления коробок ASTM A588 или ASTM A370 (на фото) - высокопрочного чугуна, получаемого путем литья в формы с литыми стальными коробками осей, которые, в свою очередь, устанавливаются в песок.  

3. Сплавление и заливка  

Для расплавления металлов используются индукционные, электродуговые или купольные печи. После расплавления металл заливается в форму под действием силы тяжести, давления или вакуума.

4. Охлаждение и затвердевание  

После заливки металл застывает в форме. Распределение зернистой структуры, механических свойств и качества поверхности зависит от скорости охлаждения.

5. Очистка и вытряхивание  

Форма разбирается (в случае одноразовых форм), и из нее извлекается затвердевшая часть. Пескоструйная обработка, шлифовка или обработка химикатами - это процессы очистки литья.

6. Проверка и полировка  

Последние процессы включают в себя размерный контроль, неразрушающие испытания, термообработку и механическую обработку. Любые дефекты, такие как пористость или сужение, выявляются и устраняются.

Что такое кастинг?

Процесс формирования металлического предмета путем заливки расплавленного металла в предмет известен как литье. Это процесс или метод, а не место, в котором он выполняется. Отливки могут производиться в литейном цехе, а могут и в нелитейных цехах или на производственных линиях.

Проще говоря:

• Это место - литейный цех. Процесс называется литьем.
• В целом можно выделить несколько типов литья.

Виды методов литья 

Заливка может быть выполнена несколькими способами. К ним относятся:

1. Литье в песок

Это одна из самых древних и многоцелевых техник. Металлические детали самых разных форм и размеров могут быть изготовлены с помощью песчаной формы.

2. Литье под давлением

Означает действия по выдавливанию расплавленного металла в многоразовые стальные формы под высоким давлением. Характерно для крупносерийного производства алюминиевых, цинковых и магниевых сплавов.

3. Инвестиционное литье (потерянный воск)

Обладает высокой точностью и применяется в аэрокосмической и медицинской промышленности. Восковые шаблоны покрываются керамикой, и воск расплавляется, оставляя полость.

4. Литье в постоянные формы

Заполняет полости под действием силы тяжести или низкого давления, а также с помощью многоразовых металлических полостей. Это более точное по размерам литье, чем литье в песчаные формы.

5. Центробежное литье

Центробежная сила используется для литья деталей, формируя расплавленный металл через вращающуюся форму. Подходит для работы с цилиндрическими деталями, такими как трубы или подшипники.

В чем разница между литейным производством и литьем?

Таблица 1: Разница между литейным производством и литьем

Причина, по которой люди путают литейное производство и литье?

Неразрывная связь между двумя словами - литейный завод и литье - иногда возникает из-за того, как эти слова используются в неформальной лексике, а также из-за их описания в рекламе. Термины "литейный завод" или "литейная фабрика" легко заменяют друг друга, особенно если под ними подразумевается литейное производство.

Кроме того, учитывая, что основным процессом, происходящим в литейном цехе, является литье, эти два слова становятся синонимами. Тем не менее, для людей, работающих в этом секторе, такое разделение полезно при определении ролей, обязанностей и процедур.

Использование литейного производства и литья в реальной жизни

Литье - один из основных производственных процессов, обеспечивающих работу различных отраслей промышленности. Литейное производство является неотъемлемой частью как тяжелой, так и легкой промышленности. К основным областям, в которых используются литые компоненты, относятся следующие:

1. Автомобильная промышленность

Литые детали широко используются в двигателях, трансмиссиях, шасси и подвесках. Типичными из них являются:

• Блоки двигателя
• Головки цилиндров
• Тормозные барабаны
• Редукторы

Это место занимают алюминиевые и чугунные отливки, которые прочны, недороги и хорошо обрабатываются.

2. Аэрокосмическая промышленность

В аэрокосмической отрасли требуются как легкие, так и высокопрочные детали. Для этого используется литье по выплавляемым моделям и другие процессы точного литья.

• Лопатки турбины
• Запчасти для реактивных самолетов
• Конструктивные кронштейны

В этом случае также учитываются системы допусков на размеры и усталостную прочность, а также механическая прочность.

3. Инфраструктура и строительство

Цели использования чугуна и стали в строительстве включают:

• Водопроводные трубы
• Дренажные системы
• Вспомогательные структуры
• Крышки люков

Это делает их долговечными, и они подходят для инфраструктурных проектов, поскольку выживают в тяжелых условиях.

4. Сила и энергия

На тепловых, гидро- и ветроэлектростанциях отливки можно найти в:

• Корпуса турбин
• Корпуса клапанов
• Корпуса насосов

Именно благодаря процессу литья можно получить крупную сложную форму, способную выдерживать высокие уровни давления и температуры.

5. Сельскохозяйственное оборудование

Благодаря своей прочности и износостойкости тяжелые детали из чугуна или ковкого чугуна используются в тракторах, плугах и комбайнах. В литейных цехах для этой отрасли изготавливаются следующие детали:

• Корпуса редукторов
• Компоненты оси
• Противовесы

Достоинства литейных заводов и процессов литья

Процедура литья имеет ряд весомых преимуществ, которые делают ее идеальной для широкого спектра производственных проектов:

Гибкость конструкции

Производители используют литье для достижения больших площадей поверхности и сложной геометрии, внутренних полостей и других сложных форм, которые сложно или дорого изготовить с помощью механической обработки или сварки.

Большое разнообразие материалов

Для литья могут использоваться черные и цветные металлы, а также экзотические сплавы. Литейные заводы имеют возможность подбирать материалы в соответствии с такими эксплуатационными требованиями, как жаропрочность, износостойкость и коррозионная стойкость.

Эффективность затрат

Литье является более экономичным по сравнению с другими методами производства, особенно при больших объемах производства. Когда форма изготовлена, дальнейшее производство становится быстрым и доступным.

Минимум отходов

В большинстве современных литейных цехов внедрена эффективная переработка отходов. Металлолом можно переплавлять и перерабатывать, удешевляя сырье и минимизируя ущерб, наносимый окружающей среде.

Масштабируемость

Литейные заводы обладают гибкостью, позволяющей переходить от мелкого производства к массовому с относительно небольшими изменениями в технологическом процессе, что делает литейные заводы основным выбором для создания прототипов полномасштабных производств.

Пределы и недостатки

Действительно, как бы ни было универсально литье, оно не лишено ряда ограничений. Знание этих недостатков играет ключевую роль при выборе подходящего производственного процесса.

Точность размеров

В зависимости от используемого метода литья можно ожидать некоторой усадки и коробления. Жесткие допуски обычно предполагают последующий процесс, например, механическую обработку.

Отделка поверхности

Литые поверхности часто нуждаются во вторичной обработке, такой как шлифовка или полировка, особенно при песчаном литье.

Самые большие затраты на оснастку на начальном этапе

Формы и шаблоны могут быть очень дорогими и трудоемкими в таких процессах, как литье под давлением и литье по выплавляемым моделям.

Дефекты

Пористость, усадка, горячие разрывы или включения могут возникнуть и нарушить целостность получаемого продукта, если эти проблемы не будут эффективно решаться в процессе производства.

Выбор между литьем и другими производственными процессами 

Выбор литья в противовес ковке, механической обработке или изготовлению зависит от многих факторов:

Таблица 2: Выбор между литьем и другими производственными процессами 

Тем не менее, в тех случаях, когда требуется очень высокая механическая прочность, точность или чистота поверхности, литье может быть заменено ковкой или обработкой с ЧПУ.

Современные тенденции и автоматизация в литейном производстве

Современное литейное производство, как и любая другая отрасль, стремительно развивается благодаря технологическому прогрессу. Среди основных тенденций можно выделить:

Умные литейные цеха (IoT 4.0)

Контроль качества и производительность в литейном производстве меняются благодаря внедрению датчиков IoT, сбору данных в режиме реального времени и предиктивному обслуживанию.

Узоры и формы с помощью 3D-печати

Аддитивное производство стало методом прямого изготовления деталей, а теперь и литейных форм, что сокращает время подготовки и расходы на создание прототипов.

Устойчивое развитие

Литейные заводы становятся чище благодаря использованию электрических плавильных печей и улучшенному контролю выбросов пыли/частиц.

Программное обеспечение для моделирования

Используя сложное программное обеспечение для моделирования литья, инженеры могут увидеть течение металла, затвердевание и возможные дефекты задолго до того, как они отправятся на производство, что позволяет сократить количество отходов и повысить качество.

Будущее литейных заводов в мировом производстве

Несмотря на то, что более сложные процессы изготовления деталей вытеснили литейные цеха, они по-прежнему жизненно важны. Они могут создавать мощные, большие и сложные детали из металлов в больших масштабах, что позволяет им оставаться актуальными в промышленности. Они становятся умнее и устойчивее благодаря изобретениям в области цифровых технологий, устойчивому производству и использованию искусственного интеллекта в управлении процессами.

Кроме того, растущая популярность электромобилей, ветроэнергетических установок и развитие аэрокосмической отрасли способствуют увеличению спроса на высокопроизводительные отливки.

Обзор: Некоторые из основных различий между литейным производством и литьем

Таблица 3: Вкратце о главных различиях:

Вкратце:

Литье происходит в литейном цехе. Литье - это процесс, происходящий в литейном цехе.

Заключительные размышления

Различие между литейное производство и литье это не просто семантика, это важно для инженеров, закупщиков и производственных компаний. Литейные цеха - это крупные производственные объекты, где процесс литья осуществляется профессионально, безопасно и последовательно. Когда речь идет о поиске комплектующих, оценке поставщиков и совершенствовании производственных процессов, понимание специфических функций каждого из этих терминов может привести к повышению уровня успеха и улучшению качества продукции.

Часто задаваемые вопросы 

1. Означают ли литье и литейное производство одно и то же?

Нет. Это процесс литья, а место, где производится литье, - литейный цех.

2. Можно ли отливать без использования литейной мастерской?

Литье любого рода, даже в условиях современного производства, никогда не может осуществляться в открытом поле, поскольку оборудование и требования безопасности требуют, чтобы это происходило в литейном цехе.

3. Что сложнее - литье или литейное производство?

Литейное производство - еще более сложная задача, поскольку в нем осуществляется весь жизненный цикл разработки и создания продукта, включая управление качеством.

4. Существует ли литейная мастерская, которая не просто отливает?

Да. Отделка поверхности, механическая обработка и термообработка также широко доступны на многих литейных заводах.

5. Следует ли называть металлическую деталь литой или литейной?

Процесс может быть обозначен с помощью литой детали, в то время как литейное производство является альтернативой, когда важно обозначить происхождение или качество изготовления.